STM32L: energooszczędne mikrokontrolery z Cortex-M3

Pierwsze typy mikrokontrolerów STM32L trafiły do sprzedaży w kwietniu 2010 roku. Początkowo oferowane były dwie podrodziny: STM32L151 oraz STM32L152, nieco później do produkcji trafiły układy STM32L162. W ostatnich tygodniach 2012 roku do produkcji trafiły kolejne modele mikrokontrolerów STM32L, producent zweryfikował także ich niektóre parametry elektryczne!

Rodziny mikrokontrolerów STM32L (rysunek 1) składa się obecnie z trzech podstawowych grup układów:

• STM32L151xx – mikrokontrolery wyposażone tak samo jak odpowiedniki z grupy STM32L152, bez kontrolera LCD,
• STM32L152xx – odpowiedniki mikrokontrolerów STM32L151 z wbudowanym kontrolerem segmentowego LCD,
• STM32L162xx – odpowiedniki funkcjonalne mikrokontrolerów STM32L152 z wbudowanym koprocesorem kryptograficznym.

Mikrokontrolery STM32L optymalizowano konstrukcyjnie i technologicznie pod kątem aplikacji wymagających minimalizacji poboru energii. Rdzenie nowych mikrokontrolerów, funkcjonalnie identyczne z zastosowanymi w klasycznej rodzinie STM32, są przystosowane do taktowania sygnałami zegarowymi o częstotliwości do 32 MHz, pobierają przy tym prąd o natężeniu od 50 do 285 μA/MHz (w zależności od napięcia zasilającego i innych parametrów). Zastosowanie do produkcji mikrokontrolerów z rodziny STM32L technologii o wymiarze charakterystycznym 130 nm pozwoliło na obniżenie napięcia zasilającego do wartości 1,65 V, przy czym mikrokontrolery mogą pracować w urządzeniach zasilanych napięciem do 3,6 V – zakres dopuszczalnych napięć zasilających pozwala bardzo efektywnie wykorzystać dynamikę współczesnych, regenerowalnych ogniw zasilających.

Rys. 1. Schemat blokowy mikrokontrolerów z rodziny STM32L1

W chwili wprowadzenia na rynek mikrokontrolery STM32L były wyposażane w pamięć Flash o pojemności 64 lub 128 kB, obecnie dostępne są wersje z pamięciami Flash o pojemności od 32 kB do 384 kB (przy tej pojemności dual-bank) i pamięcią RAM od 10 kB do 48 kB (zamiast 10/16 kB dostępnych w pierwszych mikrokontrolerach STM32L). Zawartość pamięci programu jest z chroniona za pomocą bloków sprzętowych MPU (Memory Protection Unit – mechanizm przydatny przy współdzieleniu pamięci przez różne zadania realizowane przez CPU) oraz ECC (Error Correction Code – chroni mikrokontroler przed wykonywaniem błędnych kodów w przypadku uszkodzenia Flash). Działanie mechanizmów ECC wspiera wysoką trwałość pamięci Flash, która według danych producenta może być modyfikowana aż 10000 razy. Standardowym wyposażeniem mikrokontrolerów STM32L jest także pamięć EEPROM o pojemności 4 kB, której zawartość także chroniona za pomocą bloku ECC. Żywotność tej pamięci producent określa na 300000 cykli kasowanie/zapis każdego 128-bitowego bloku. Ponadto niektóre typy mikrokontrolerów nowych w rodzinie STM32L charakteryzują się rozszerzonym zakresem temperatur pracy – producent przesunął górną granicę dopuszczalnej temperatury pracy struktury półprzewodnikowej z +85°C na +105°C.