Nowością w wyposażeniu mikrokontrolerów STM32L0 jest sprzętowy firewall (rysunek 4), którego zadaniem jest ochrona zawartości zadanych obszarów pamięci nieulotnej oraz RAM przed odczytem przez program uruchamiany z pamięci Flash lub RAM ulokowanych w obszarze niechronionym. Działaniem tego bloku użytkownik może sterować z poziomu swojego programu, włączając i wyłączając ochronę w zależności od bieżących potrzeb. Obszary chronione – w zależności od wybranego segmentu pamięci – mogą mieć rozmiary od 256 B do 64 kB z krokiem 256 B (segment programu i pamięć nieulotna) lub 64 B do 8 kB z krokiem 64 B (pamięć RAM). Firewall jest dostępny w mikrokontrolerach z podrodzin STM32L0x2 oraz STM32L0x3.
Rys. 4. Schemat blokowy sprzętowego firewalla chroniącego zadane obszary pamięci w mikrokontrolerach STM32L0
Część wewnętrznego wyposażenia jest dostępna wyłącznie w niektórych typach mikrokontrolerów, jak na przykład:
- koprocesor kryptograficzny AES128, który jest wbudowywany w układy STM32L063x8,
- kontroler LCD o organizacji 8×48 wbudowany w mikrokontrolery STM32L0x3,
- interfejsy USB 2.0FS wbudowane w mikrokontrolery STM32L0x2 i STM32L0x3.
Rys. 5. Tryby oszczędzania energii przez CPU Cortex-M0+ w STM32L0
Zastosowany w rodzinie STM32L0 rdzeń Cortex-M0+ jest promowany przez firmę ARM jako jeden z najbardziej energooszczędnych, co – zgodnie z informacjami udzielonymi przez producenta (m.in. na rysunku 5) udało się. Zmniejszenie poboru energii przez rdzeń wynika zarówno z jego przemyślanej konstrukcji, dobrej implementacji w krzemie oraz dostępnym wielu trybom oszczędzania.
Optymalizacja mikrokontrolerów STM32L0 do stosowania w aplikacjach wymagających podzespołów energooszczędnych nie kończy się jednak wyłącznie na wymienionych zabiegach – producent zastosował w tych mikrokontrolerach także bloki peryferyjne o zminimalizowanym poborze mocy. Są to m.in.:
– przetwornik A/C pobierający zaledwie ok. 200 μA przy częstotliwości próbkowania 1,14 MHz,
– interfejs komunikacyjny LPUART, który może realizować dupleksową transmisję danych z prędkością od 300 do 9600 b/s z wykorzystaniem wewnętrznego generatora taktującego 32,768 kHz (wyższe prędkości są możliwe przy zastosowaniu generatora taktującego o większej częstotliwości) i którego wyposażenie umożliwia szybkie wybudzenie CPU z trybu STOP,
– 16-bitowy timer LPTIM przystosowany do realizacji funkcji odmierzania „timeoutów” podczas uśpienia CPU, a także realizacji innych funkcji licznikowych bez ingerencji CPU i aktywnego wewnętrznego generatora taktującego,
– zegar RTC przystosowany do konfigurowanego przez aplikacje użytkownika wybudzania CPU z trybów uśpienia STOP, STANDBY i SLEEP.
Fot. 6. Wygląd zestawu STM32Nucleo-L058R8
Swoim zwyczajem, firma STMicroelectronics wraz z nowymi mikrokontrolerami wprowadziła do sprzedaży tanie zestawy startowe, przy czym tym razem jako pierwsze na rynku znalazły się zestawy z serii STM32Nucleo (fotografia 6). Jest to nowa rodzina zestawów ewaluacyjnych z mikrokontrolerami STM32, które od niezwykle popularnych Discovery różni m.in.:
- sprzętowa zgodność z płytkami systemu Arduino (rysunek 7),
- wyposażenie w złącza nowego systemu połączeniowego ST Morpho (rysunek 7),
- współpraca z bezpłatnym, internetowym pakietem narzędziowym mbed.
Rys. 7. Zestawy STM32Nucleo wyposażono w dwa systemy złącz, zgodne z: Arduino oraz ST Morpho
Zestawy STM32Nucleo wyposażono w zintegrowany programator/debuger ST-LINK/V2-1 (ze zmodyfikowanym firmware, który współpracuje z pakietem mbed), podsystem zasilania, trzy diody LED (w tym jedna dla aplikacji użytkownika, jedna sygnalizująca włączenie zasilania i jedna dwukolorowa – spełnia rolę sygnalizacyjną w programatorze), dwa przyciski (w tym jeden RESET), złącze miniUSB (do zasilania, komunikacji z mikrokontrolerem aplikacji via wirtualny COM, emulacji urządzenia klasy mass storage oraz komunikacji z programatorem ST-Link). Standardowym wyposażeniem prezentowanych zestawów są także złącza z wyprowadzonymi GPIO, co zapewnia im między innymi kompatybilność z płytkami systemu Arduino (shields).
Mikrokontrolery w prezentowanych zestawach wykorzystują wewnętrzne generatory taktujące, ale producent przewidział miejsca na PCB umożliwiające montaż rezonatorów kwarcowych (32,768 kHz dla RTC i głównego). Na ewaluacyjnej części płytki zastosowano także zworkę, która umożliwia zmierzenie poboru prądu przez mikrokontroler. Warto pamiętać, że mikrokontroler programatora realizuje także funkcję wirtualnego COM, którego linie Rx i Tx wyprowadzono na złącze gold-pin płytki programatora, dzięki czemu można je podłączyć do dowolnych linii testowanego mikrokontrolera.
