STLINK-V3 ist eine der besten Möglichkeiten zum Debuggen und Programmieren eines STM32 Mikrocontrollers. Er überträgt Daten schneller als die vorherige Generation und mit viel mehr Flexibilität, unter anderem dank seines STDC-14-Anschlusses und der Unterstützung eines virtuellen COM-Ports. Kürzlich kündigte ST den neuen STLINK-V3PWR an, der im Laufe des zweiten Quartals verfügbar sein soll. Das Gerät mit der Bezeichnung „ST LINK V3 Power“ ist das einzige Quellenmessgerät mit einem so breiten Spektrum an dynamischen Messungen und einer Genauigkeit von 2% über den gesamten Bereich, das für weniger als 200 USD erhältlich ist.
Zuvor, auf dem STLINK-V3…
STLINK-V3 wurde der Öffentlichkeit zuerst in Form des STLINK-V3SET vorgestellt. Danach brachte ST die Modelle STLINK-V3MINIE und STLINK-V3MODS auf den Markt, die keine Adapterplatinen unterstützen, aber ein kleineres Design für Ingenieure bieten, die auf Portabilität Wert legen. Für alle Sonden gilt jedoch ein Grundsatz: Sie müssen unabhängig von unerwarteten Randfällen oder neuen Anwendungen funktionieren. Bei allen STLINK-Geräten steht daher die Vielseitigkeit im Vordergrund. Dafür sorgen eine clevere Schnittstelle, ein robuster Anschluss und verschiedene Module, mit denen wir unser Angebot an mehr Entwickler anpassen können.
STLINK spielt eine wichtige Rolle bei der Einführung von STM32-Mikrocontrollern. Als Professor Zhu von der University of Maine einen Lehrplan vorstellte, in dem Studenten eingebettete Systeme mit dem Drohnen-Kit von ST unterrichtet werden, fragten die Dozenten nach den Debugging-Tools. Das Drohnen-Kit ist zu klein, um die STLINK-Schnittstelle zu integrieren, so dass ein externes Modul erforderlich ist. Die Reaktion des Publikums auf die neuen STLINK-Funktionen und die Sondenauswahl war überwältigend positiv. Um besser zu verstehen, warum ST immer wieder neue Module auf den Markt bringt, darunter den STLINK-V3MINIE, unseren ersten Standalone-Tastkopf mit USB-C-Anschluss, möchten wir fünf Gründe für den Erfolg unseres neuesten In-Circuit-Debuggers/Programmierers nennen.
Inhaltsverzeichnis
1. STLINK-V3: Ein starkes Erbe
Während sich das neue STLINK immer größerer Beliebtheit erfreut, hat ST-LINK/V2, die vorherige Generation, weiterhin eine große Anhängerschaft. Das erste ST-LINK/V2 Standalone-Gerät kam 2011 auf den Markt. Es bedeutete, dass Entwickler den In-Circuit-Debugger/Programmierer schnell zwischen ihrem Board und ihrem PC anschließen konnten, um ihren Code zu kompilieren, ihre Anwendung an ihre MCU zu senden, von unbegrenzten Haltepunkten im RAM zu profitieren und herauszufinden, ob das System laufen kann oder ob ein Fehler Probleme verursacht. Diese Lösung ist bei Fachleuten und großen Ingenieurteams sehr beliebt. Daher verkaufen und unterstützen wir weiterhin unsere ST-LINK/V2-Geräte, während Unternehmen auf die neue Schnittstelle umsteigen.
Unsere Investitionen in ST-LINK/V2 sind auch ein Beleg für unser Engagement für Langlebigkeit. Teams, die darüber nachdenken, ob sie das neueste STLINK einführen oder darauf umsteigen sollen, können einfach unsere Erfolgsbilanz prüfen. Wir haben jedes Jahr mindestens eine neue Sonde auf den Markt gebracht, um neue Anforderungen zu erfüllen. Ob es darum geht, Entwicklern zu helfen, mit stromsparenden Mikrocontrollern zu arbeiten, unterwegs einen kleineren Formfaktor zu nutzen oder neue Anschlüsse wie USB-C zu übernehmen, ST verbessert die Version 3 weiter, wohl wissend, dass die Schnittstelle, genau wie ST-LINK/V2, noch sehr lange weiterleben wird.
2. Ein schnellerer In-Circuit-Debugger/Programmierer
Datenübertragungen sind das A und O dieser Plattform, weshalb der erste bedeutende architektonische Unterschied zwischen ST-LINK/V2 und STLINK-V3 die Kompatibilität mit der USB 2.0 Hi-Speed-Schnittstelle ist. Bisher mussten sich Entwickler mit einer 12 Mbit/s USB 2.0 Full-Speed Datenrate begnügen, was beim Hochladen großer Anwendungen mühsam sein konnte. Letztere bietet im Vergleich dazu theoretische Geschwindigkeiten von bis zu 480 Mbit/s.
Darüber hinaus hat ST über die einfache Aktualisierung der Benutzeroberfläche hinaus mehrere Optimierungen seiner Algorithmen und Prozesse vorgenommen, so dass es sich um eine gründliche architektonische Überarbeitung handelt und nicht um eine einfache Geschwindigkeitssteigerung. Daher ist die Produktivitätssteigerung für Teams, die mehrmals täglich große Anwendungen hochladen, deutlich spürbar.
Neben der höheren Geschwindigkeit bieten alle STLINK-V3 Boards, mit Ausnahme der Tochterkarten, Massenspeicherunterstützung für einen bequemeren Upload-Prozess. Bisher bot nur das ST-LINK/V2, das auf einigen unserer Entwicklungsboards, wie z.B. unseren Nucleo-Boards, verfügbar war, diese Funktion. Mit den neuen Sonden können Ingenieure jedoch den In-Circuit-Debugger/Programmierer anschließen und die Binärdateien per Drag & Drop im Handumdrehen hochladen. Dies ist besonders nützlich für Entwickler, die schnell mit einer Demo-Anwendung auf einer kundenspezifischen Leiterplatte experimentieren möchten und die ihren Code nicht erst kompilieren und durch ihre IDE schicken möchten. Es macht auch den Austausch von Demos viel bequemer, besonders im Außendienst.
3. Ein flexibleres Werkzeug
Ein weiterer Grund für die Flexibilität der Module ist das 14-polige ST-Debug-Kabel, das STDC-14, das auf dem STLINK-V3SET, dem B-STLINK-VOLT, dem B-STLINK-ISOL und dem STLINK-V3MINIE vorhanden ist. Wenn der Benutzer die Verpackung der STLINK-V3SET Sonde öffnet, findet er das traditionelle MIPI 10-Pin Kabel, das relativ kompakt und sehr beliebt ist, und ein neues STDC 14-Pin Kabel. Die MIPI 10-polige Version unterstützt keinen virtuellen COM-Port. Daher haben wir eine Erweiterung des MIPI-10-Steckers entwickelt, die vier zusätzliche Pins verwendet, um mehr Funktionen zu bieten.
Das ist wichtig, denn bisher mussten Ingenieure zusätzliche Kabel verwenden und Umgehungen finden, um einen virtuellen COM-Port zu erhalten, wenn sie das ST-LINK/V2 nicht in ihr Entwicklungsboard eingebaut hatten. Dank des STDC-14 ist die Verwendung eines virtuellen COM-Ports jetzt viel praktischer. Ebenso öffnet der In-Circuit-Debugger/Programmierer die Tür zu einer völlig neuen Reihe von Funktionen, mit denen PC-Entwickler dank der DLL-API im STM32CubeProgrammer einige GPIOs vom neuen ST-LINK ansteuern können. So können Teams potenziell LEDs hinzufügen, die als Zeichen dafür leuchten, dass eine Routine gut läuft, andere Peripheriegeräte steuern oder sogar proprietäre Erweiterungen über diese IOs verwenden.
4. Ein vielseitiger Wegbegleiter
Die neue Architektur ist dank der Unterstützung von JTAG (Joint Test Action Group) und SWD sowie des STDC-14-Anschlusses und seines virtuellen COM-Ports noch vielseitiger als die vorherige Generation. Darüber hinaus bietet das STLINK-V3SET die Möglichkeit, den Debugger/Programmer mit Erweiterungskarten wie dem B-STLINK-ISOL und dem B-STLINK-VOLT (mehr dazu später) zu ergänzen, um seine Funktionalitäten zu erweitern.
Ein weiteres Beispiel für die Flexibilität unserer Plattform ist die Verfügbarkeit einer ergänzenden Schnittstellenkarte, mit der Entwickler Firmware über die SPI-, I2C- oder UART-Schnittstelle hochladen können. Diese Erweiterungskarte dient als Brücke zwischen dem Zielboard und dem PC. Mit dem STM32CubeProgrammer Software-Tool, entweder im Befehlszeilen- oder im grafischen Schnittstellenmodus, können Entwickler diese Brücke zur Erleichterung von Wartungsarbeiten nutzen, ohne einen Debug-Port offen zu lassen, was eine ernsthafte Sicherheitslücke darstellt. Ebenso bietet das STM32CubeMonitor Software-Tool eine visuelle Schnittstelle für die gleichzeitige Verwendung mehrerer STLINK-Tastköpfe. Entwickler können so das Verhalten ihrer Anwendung dank eines maßgeschneiderten Dashboards effizient analysieren.
Das ST-Partnerprogramm kann auch die Reise des Programmierers verbessern, wie zum Beispiel mit Percepio und seinem Tracealyzer für den STLINK-V3. Tracealyzer ist ein Trace-Visualisierungstool für Entwickler von RTOS-basierten Softwaresystemen, das über 30 grafische Ansichten und Live-Visualisierung bietet. Tracealyzer unterstützt alle STLINK-V3 Sonden und bietet einen umfassenden Einblick in die STM32 Software während der Entwicklung, Fehlersuche, Validierung und Optimierung.
5. Ein maßgeschneiderter Ansatz für die Bedürfnisse von Entwicklern
STLINK-V3SET
Das STLINK-V3SET wird Entwickler mit umfangreicheren Anforderungen anziehen. Das Modul wird mit mehr Kabeln geliefert, da es mit dem größeren und immer noch wertvollen MIPI-20-Anschluss kompatibel ist. Außerdem verfügt es über ein höhenverstellbares Gehäuse, um den Kartenstapel über dem STLINK-V3SET abzuschirmen, damit die Benutzer ihre Erweiterungskarten ordentlich unterbringen können. . Der STLINK-V3SET ist auch der einzige, der mit SWIM (Single Wire Interface Module) kompatibel ist, um sicherzustellen, dass Teams einen STM8 programmieren und debuggen können. Damit ist es die größte STLINK-V3 Sonde, die ST derzeit anbietet, und wird Ingenieure anziehen, die in einem Labor arbeiten oder denen Funktionen wichtiger sind als Portabilität.
B-STLINK-VOLT
Das B-STLINK-VOLT ist eine Adapterplatine, die es dem STLINK-V3SET In-Circuit-Debugger/Programmierkopf ermöglicht, mit STM32-Mikrocontrollern (MCU) zu arbeiten, die weniger als die traditionellen 3,3 V verbrauchen. Einfach ausgedrückt handelt es sich um eine Konvertierungsschaltung, die die Spannung auf bis zu 1,65 V absenkt und damit sicherstellt, dass Entwickler STLINK-V3 mit Systemen verwenden können, die z.B. auf eine kleine Batterie angewiesen sind. Benutzer finden den gleichen STDC-14 Anschluss, um ihre MCU mit JTAG, SWD, SWV oder VCP zu debuggen und zu programmieren, während sie weiterhin mit SPI, UART, I2C, CAN oder GPIOs kommunizieren. Wir haben auch unser Benutzerhandbuch aktualisiert, um die verschiedenen Jumper-Konfigurationen und den Einbau des Boards in das STLINK-V3SET-Gehäuse zu beschreiben.
Bis zur Einführung von B-STLINK-VOLT waren Teams, die eine STM32 MCU bei 1,8 V verwendeten, auf STLINK-V2 angewiesen. Das neue STLINK konzentrierte sich zunächst auf die Leistung, und eine Spannungsreduzierung senkte zwangsläufig die Frequenz der verschiedenen Schnittstellen. Als STLINK-V3 neu war, verwendeten die meisten Ingenieure daher die vorherige Generation von Tastköpfen, da sich die Datenübertragungen nicht verändert hatten. Da sich die neueste Version jedoch großer Beliebtheit erfreut, haben wir beschlossen, den B-STLINK-VOLT und den B-STLINK-ISOL auf den Markt zu bringen und damit STLINK für eine ganze Reihe neuer STM32-Anwendungen zu öffnen. Bitte beachten Sie, dass für die Arbeit mit STM8 diese spezielle Adapterplatine nicht erforderlich ist, da der STLINK-V3SET bereits die notwendige Konvertierungsschaltung enthält.
B-STLINK-ISOL
B-STLINK-ISOL ist ein Modul für das STLINK-V3SET, das eine galvanische Trennung bietet und mit Mikrocontrollern arbeitet, die weniger als 3,3 V verbrauchen. Wenn es an den STDC14-Anschluss des STLINK-V3SET angeschlossen wird, dient B-STLINK-ISOL als herkömmliche Debugging-Sonde. Wenn das B-STLINK-ISOL zwischen dem STLINK-V3SET und der Adapterplatine MB1440 angeschlossen wird, können Entwickler auf alle Signale und Anschlüsse von Low-Power-MCUs zugreifen. Es bietet also ähnliche Funktionen wie das B-STLINK-VOLT, jedoch mit dem zusätzlichen Vorteil der galvanischen Isolierung, die den PC und die Karte schützt. Masseschleifen können nämlich Schäden oder Störungen verursachen, wenn zwei Schaltkreise die gleiche Masse verwenden. Galvanische Isolierung löst dieses Problem.
STLINK-V3MODS
Das STLINK-V3MODS ist das kleinste (15 x 30 mm) Board und das einzige, das Ingenieure direkt auf eine Leiterplatte löten können, um die Attraktivität ihres Prototyps erheblich zu steigern. Außerdem wird das Board über seinen Micro-USB-Anschluss mit Strom versorgt, was die Integration in ein kundenspezifisches Design vereinfacht. Das Board kann sogar bis zu 200 mA bei 5 V über seinen Edge-Anschluss an das Motherboard liefern. Das System unterstützt nur 3,3 V STM32 MCUs und bietet Kompatibilität für SWD, JTAG und VCP. Die Lösung unterstützt auch Bridge-Schnittstellen wie SPI, I2C, CAN und GPIOs, um die Kommunikation mit dem Embedded-System zu erleichtern. Sie richtet sich daher an Entwickler, die Geschwindigkeit und Vielseitigkeit in einem kleineren Formfaktor als beim STLINK-V3SET suchen.
STLINK-V3MINIE
STLINK-V3MINIE ist das neueste Modell und das erste, das über einen USB-C-Anschluss verfügt. Es ist mit 15 mm x 42 mm etwas länger als das STLINK-V3MODS und zeichnet sich außerdem durch die Unterstützung von Mikrocontrollern mit niedrigem Stromverbrauch aus. Es ist in der Tat unser erster eigenständiger Tastkopf, der mit dem neuesten STLINK kompatibel ist und 1,65 V unterstützt. Entwickler, die an einer 1,8-V-Anwendung arbeiten, müssen sich nicht das STLINK-V3SET und eine seiner Erweiterungskarten zulegen. Seine geringe Größe richtet sich in erster Linie an Entwickler, die ständig Firmware im Feld flashen müssen. Daher unterstützt er dank seines STDC14-Anschlusses SWD, SWV und VCP. Aufgrund seiner Größe versorgt der STLINK-V3MINIE das Embedded System jedoch nicht mit Strom.
STLINK-V3PWR
Neben der traditionellen Programmierung und Fehlersuche kann der neue Test den Stromverbrauch eines STM32 messen, Energieprofile erstellen und die Stromaufnahme visualisieren, um Entwicklern bei der Optimierung ihres Codes zu helfen. STLINK-V3PWR ist zwar nicht das erste ST-Tool zur Messung des Stromverbrauchs, aber das bisher umfangreichste. Es ist auch das erste Mal, dass ST eine Lösung anbietet, die Strommessungen auf allen unseren STM32 MCUs unterstützt und darüber hinaus den größten Überwachungsbereich bietet.
Der STLINK-V3PWR kann Ströme von 100 nA bis 50 mA, 300 nA bis 150 mA, 600 nA bis 300 mA und einen 500 mA Spitzenwert messen. Außerdem kann es Leistungsmessungen von 160 nW bis 1,65 W mit einer Genauigkeit von 2 % über den gesamten Bereich durchführen, um sicherzustellen, dass Entwickler jeden Mikrocontroller anvisieren können, von den Ultra-Low-Power-Modellen bis hin zu den leistungsstärksten Modellen. Wir stellen auch ein Handbuch zur Verfügung, um die Messungen so einfach wie möglich zu gestalten. Kurz gesagt, schließen Sie die Stromversorgung und die Masse des STLINK-V3PWR an die richtigen Pins auf Ihrem Entwicklungsboard an und verwenden Sie die USB-C-Schnittstelle, um Daten an einen PC zu senden.
Visualisierung
Ingenieure verwenden Messeinheiten, um Daten zu erfassen und zu visualisieren. Da der STLINK-V3PWR zum ST-Ökosystem gehört, ist die Verwendung von STM32CubeMonitor-Power der einfachste Ansatz. Das Dienstprogramm zeigt die Messungen in einem Diagramm an, um die Entwicklung des Stromverbrauchs in Echtzeit darzustellen. Die Software kann auch auf bestimmte Messungen zoomen, Daten über einen längeren Zeitraum protokollieren oder Benchmarks durchführen, wie z.B. den ULPMark Bench. Keil und IAR unterstützen beide den STLINK-V3PWR. ST hat mit den Softwareanbietern zusammengearbeitet, um ihre APIs zu unterstützen und sicherzustellen, dass die neue STLINK-Sonde für die meisten Arbeitsabläufe geeignet ist. Entwickler können so die Ausführung ihres Codes in Verbindung mit den Energieverbrauchsmessungen eingehender analysieren, um das Energieprofil ihrer Systeme zu optimieren.
Programmierer und Debugger
Der STLINK-V3PWR bleibt ein ebenso vielseitiger Debugger/Programmierer wie ein traditioneller STLINK-V3SET, der JTAG, SWD und VCOM unterstützt und Bridge-Funktionen wie UART, I2C, SPI oder USB bietet. Daher können Teams, die Wert auf den Stromverbrauch legen, den STLINK-V3PWR als einzige Sonde verwenden. Außerdem kann er das STM32-Zielboard mit bis zu 2 A versorgen und bietet einen Überstromschutz über das USB-C-Kabel, was sehr nützlich sein kann, wenn Ingenieure im Feld unterwegs sind und ihr System mit Strom versorgen müssen.
