–Каждый чип имеет запрограммированный на заводе 96-разрядный уникальный идентификационный номер устройства.

•Периферийные устройства:

–Каждое устройство серии L4+ имеет ряд периферийных устройств, которые разнятся от одной линейки к другой (краткий обзор см. в таблице 14).

•Генераторы состоят из внутреннего RC (16 МГц, 37 кГц), дополнительного внеш-

него HSE (от 1 до 24 МГц), LSE (32,768 кГц).

•Корпусы ИС: LQFP, UFBGA, WLCSP (подробнее см. в таблице 14).

•Диапазон рабочего напряжения от 1,7В до 3,6 В.

1.3.12. Серия STM32WB

Таблица 15: Возможности STM32WB

Серия STM32WB, представленная на рынке в начале 2018 года, является новой серией микроконтроллеров в сегменте Wireless. STM32WB – это линейка двухъядерных микроконтроллеров STM32 со встроенным радиомодулем 2,4 ГГц, подходящих для беспроводных приложений и приложений с Bluetooth 5.0. Данные микроконтроллеры имеют ядро Cortex-M0+, работающее на частоте 32 МГц (называемое Сетевым процессором, англ. Network Processor), предназначенное для управления радиосвязью (сопутствующий стек BLE 5.0 также предоставляется ST), и программируемое пользователем ядро Cortex-M4, работающее на частоте 64 МГц (названное Прикладным процессором, англ. Application Processor) для основного встроенного приложения.

Платформа STM32WB является эволюцией серии Ultra Low Power микроконтроллеров STM32L4. Она предоставляет те же цифровые и аналоговые периферийные устройства, подходящие для приложений, требующих увеличения срока службы батареи и сложных функций. STM32WB объединяет несколько периферийных устройств связи, удобный бескварцевый (crystal-less) интерфейс USB 2.0 FS, поддержку звука, драйвер ЖК-дисплея, до 72 GPIO, интегрированный SMPS для оптимизации энергопотребления и несколько режимов пониженного энергопотребления для увеличения срока службы батареи.

Помимо беспроводных функций и функций с пониженным энергопотреблением, особое внимание было уделено внедрению аппаратных функций безопасности, таких как 256разрядный AES, PCROP, JTAG Fuse, PKA (механизм шифрования эллиптических кривых) и Root Secure Services (RSS). RSS позволяет аутентифицировать связь OTA, независимо от стека радиосвязи или приложения.

STM32WB55 является устройством, сертифицированным Bluetooth 5.0, и предлагает поддержку программного обеспечения Mesh 1.0, несколько профилей и гибкость для интеграции фирменных стеков BLE. Также доступен пакет программного обеспечения, сертифицированный OpenThread. Радиомодуль также может запускать протоколы BLE/OpenThread одновременно. Встроенный универсальный MAC позволяет использовать другие собственные стеки IEEE 802.15.4, такие как ZigBee®, или собственные протоколы, предоставляя еще больше возможностей для подключения устройств к Интернету вещей (IoT).

Наиболее важные особенности данной серии:

•Ядра:

–Ядро ARM Cortex-M4F с FPU на максимальной тактовой частоте 64 МГц

(Прикладной процессор, англ. Application Processor).

–Ядро ARM Cortex-M0+ с максимальной тактовой частотой 32 МГц (Сетевой процессор, англ. Network Processor).

•Память:

–Статическое ОЗУ до 256 КБ.

–Flash-память до 1024 КБ.

–Поддержка интерфейса Quad-SPI.

–Каждый чип имеет запрограммированный на заводе 96-разрядный уникальный идентификационный номер устройства.

•Радиомодуль:

–BLE 5.0-совместимый верхний уровень (front-end) и стек радио.

–IEEE 802.15.4-совместимый верхний уровень (front-end) радио.

–Возможность обновления микропрограммы по воздуху.

–Поддержка внешнего усилителя мощности.

•Периферийные устройства:

–Каждое устройство серии WB имеет ряд периферийных устройств, которые разнятся от одной линейки к другой (краткий обзор см. в таблице 15).

•Генераторы состоят из нескольких внутренних RC (16 МГц, 32 кГц), дополнительного внешнего HSE (от 1 до 24 МГц), LSE (32,768 кГц).

•Корпусы ИС: WLCSP, UFQFPN, VFQFPN (подробнее см. в таблице 15).

•Диапазон рабочего напряжения от 1,7В до 3,6 В.

На момент написания данной главы (май 2018 года) ST еще не выпустила отдельный CubeHAL для семейства STM32WB. Более того, ожидается, что в июне 2018 года будет выпущена специальная плата Nucleo.

1.3.13. Как правильно выбрать для себя микроконтроллер?

Выбор микроконтроллера для нового проекта никогда не бывает тривиальной задачей, если только вы не используете предыдущую разработку. Прежде всего, на рынке присутствуют десятки производителей микроконтроллеров, каждый со своей долей рынка и аудиторией: ST, Microchip, TI, Atmel, Renesas, NXP и т. д.23 В нашем случае нам очень повезло: мы уже выбрали бренд.

Как мы видели в предыдущих параграфах, STM32 – достаточно обширный ассортимент. Мы можем выбрать микроконтроллер из более чем 500 устройств (если мы также рассматриваем варианты корпусов). Так с чего же начать?

В идеальном мире первый шаг процесса выбора включает понимание необходимой вычислительной мощности. Если мы собираемся разработать приложение с большим объемом вычислений, ориентированное на мультимедиа и графические приложения, то мы должны переключить наше внимание на группу High-Performance микроконтроллеров STM32. Если, напротив, вычислительная мощность не является основным требованием для нашего электронного устройства, мы можем сосредоточиться на сегменте Mainstream, внимательно изучив серию STM32F1, которая предлагает самый широкий выбор.

Следующий шаг касается требований к обмену данными. Если нам нужно взаимодействовать с внешним миром через Ethernet-соединение или другие промышленные протоколы, такие как шина CAN, и наше приложение должно быть отзывчивым и иметь возможность работать с несколькими интернет-протоколами, тогда ассортимент STM32F4, вероятно, является вашим лучшим вариантом; в противном случае лучшим выбором является линейка Connectivity STM32F105/7.

Если мы спроектировать разработать устройство с батарейным питанием (возможно, новый бестселлер на рынке переносных устройств), то нам нужно взглянуть на серию STM32L, выбирая среди различных подсемейств в зависимости от необходимой вычислительной мощности.

Как указывалось в начале данного параграфа, это процесс отбора, как он происходит в идеальном мире. Но как насчет реального мира? В процессе повседневной разработки нам, вероятно, придется ответить на следующие вопросы, прежде чем мы начнем выбирать подходящий микроконтроллер для нашего проекта:

•Это устройство предназначено для массового рынка или для ниши?

Если вы разрабатываете устройство, которое будет производиться в небольших количествах, то разница в цене между микроконтроллерами STM32 не сильно повлияет на ваш проект. Вы также можете рассмотреть новый STM32F7 и уделить мало внимания оптимизации программного обеспечения (при работе с низкопроизводительными микроконтроллерами вы должны приложить все усилия, чтобы оптимизировать код. Имейте в виду, что это также увеличивает стоимость конечного продукта). С другой стороны, если вы собираетесь создать устройство для массового рынка, то цена одной микросхемы действительно важна: то,

23 Хороший список производителей микроконтроллеров можно найти здесь

(https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_common_microcontrollers). Пожалуйста, обратите внимание, что в по-

следние годы несколько из упомянутых компаний объединились, чтобы попытаться выжить на рынке, ставшем очень многолюдным.

сколько вы сэкономите во время производства, часто перевешивает первоначальные инвестиции.

•Каков допустимый бюджет для всей спецификации компонентов?

Это следствие из предыдущего пункта. Если у вас уже есть целевая цена вашей платы, то вы должны тщательно выбрать подходящий микроконтроллер на ранних стадиях.

•Как насчет пространственных ограничений?

Должна ли ваша плата соответствовать последним переносным устройствам, или достаточно ли у вас места для использования корпуса ИС, который вы предпочитаете? Ответ на данный вопрос сильно влияет на процесс выбора микроконтроллера и на то, что мы можем от него требовать с точки зрения производительности и возможностей периферийных устройств.

•Какие технологии производства может позволить моя компания?

Это еще один нетривиальный вопрос. Корпусы LQFP по-прежнему очень популярны на рынке микроконтроллеров благодаря тому, что они не требуют сложных производственных затрат и могут быть легко собраны даже на старых производственных линиях. Корпусы BGA и WLCSP требуют рентгеновского контрольного оборудования и могут повлиять на процесс вашего выбора.

•Является ли время выхода на рынок критичным для вас?

Время выхода на рынок всегда является ключевым фактором для любого, кто занимается бизнесом, но иногда вам необходимо подготовить микропрограмму за день до начала процесса разработки. Это может привести к неоптимизированному встраиваемому ПО, по крайней мере, на ранней стадии. Это означает, что, вероятно, микроконтроллер с большей вычислительной мощностью является лучшим выбором для вас.

•Можете ли вы повторно использовать макеты платы или код?

Каждый встраиваемый разработчик имеет портфолио библиотек и хорошо известных микросхем. Разработка программного обеспечения – это сложная задача, которая состоит из нескольких этапов, прежде чем мы сможем считать нашу микропрограмму стабильной и готовой к производству. Иногда (это происходит очень часто в настоящее время), вам приходится иметь дело с недокументированными аппаратными ошибками или, по крайней мере, с их непредсказуемым поведением. Это подразумевает, что вы должны быть очень осторожны при принятии решения о переключении на другую архитектуру или даже на другой микроконтроллер из той же серии.

Одна из ключевых особенностей платформы STM32 может сильно помочь в процессе выбора: совместимость с выводами. Она позволяет вам выбирать более мощный (или более дешевый) микроконтроллер во время процесса отбора, предоставляя возможность изменить его на более продвинутой стадии разработки. Например, для недавно спроектированной мной платы я выбрал микроконтроллер STM32F1, но понизил его до более дешевого STM32F0, когда пришел к выводу, что он будет удовлетворять моим требованиям. Однако имейте в виду, что данный процесс всегда включает в себя адаптацию кода для разных подсемейств.

Рисунок 17: Инструмент выбора STM32, доступный на веб-сайте ST

ST предлагает два удобных инструмента, которые помогут вам в процессе выбора микроконтроллера. Первый доступен на веб-сайте ST24, в разделе STM32: инструмент параметрического поиска, который позволяет вам выбирать интересующие вас функции. Инструмент автоматически фильтрует результаты для отображения микроконтроллеров, соответствующих вашим требованиям.

Второй инструмент – это полезное мобильное приложение, доступное для iOS25, Android26 и Windows Mobile27.

Рисунок 18: Приложение MCU Finder для ОС Android

24http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169

25http://apple.co/Uf20WR

26https://play.google.com/store/apps/details?id=fr.appsolute.st&hl=en

27https://www.microsoft.com/en-us/p/st-mcu-finder/9wzdncrdm0rh?activetab=pivot:overviewtab