Le STLINK-V3 est l’un des meilleurs moyens de déboguer et de programmer un microcontrôleur STM32. Il transfère les données plus rapidement que la génération précédente et avec beaucoup plus de souplesse, notamment grâce à son connecteur STDC-14 et à la prise en charge d’un port COM virtuel. Récemment, ST a annoncé le nouveau STLINK-V3PWR, qui devrait être disponible au cours du deuxième trimestre. Prononcé « ST LINK V3 Power », il s’agit de la sonde avec la plus large gamme de mesures dynamiques offrant une précision de 2% sur toute la gamme, et qui est disponible pour moins de 100 dollars.
Précédemment, dans STLINK-V3…
Le STLINK-V3 a d’abord été présenté au public sous la forme du STLINK-V3SET. ST a ensuite lancé les sondes STLINK-V3MINIE et STLINK-V3MODS, qui ne prennent pas en charge les cartes adaptateurs mais offrent un design plus petit pour les ingénieurs à la recherche de portabilité. Cependant, toutes les sondes respectent un principe : elles doivent fonctionner indépendamment des cas inattendus ou des nouvelles applications. Tous les appareils STLINK mettent donc l’accent sur la polyvalence grâce à une interface intelligente, un connecteur robuste et divers modules permettant d’adapter nos offres à un plus grand nombre de développeurs.
STLINK joue un rôle important dans l’adoption des microcontrôleurs STM32. Lorsque le professeur Zhu de l’université du Maine a présenté un programme d’enseignement des systèmes embarqués aux étudiants de premier cycle avec le kit de drone de ST, les éducateurs ont posé des questions sur les outils de débogage. Le kit de drone est trop petit pour intégrer un module externe compatible avec l’interface STLINK. La réaction du public aux nouvelles fonctionnalités de STLINK et à la sélection des sondes a été extrêmement positive. Pour mieux comprendre pourquoi ST continue de sortir de nouveaux modules, notamment le STLINK-V3MINIE, notre première sonde autonome dotée d’un port USB-C, explorons cinq raisons qui expliquent le succès de notre dernier débogueur/programmateur en circuit.
Table des matières
1. STLINK-V3 : un héritage solide
Alors que le dernier STLINK est de plus en plus populaire, le ST-LINK/V2, la génération précédente, continue d’avoir des adeptes. Le premier dispositif autonome ST-LINK/V2 est sorti en 2011. Il permettait aux développeurs de connecter rapidement le débogueur/programmeur en circuit entre leur carte et leur PC pour compiler leur code, envoyer leur application à leur MCU, bénéficier d’un nombre illimité de points d’arrêt dans la RAM et déterminer si le système pouvait fonctionner ou si une erreur causait des problèmes. Cette solution est très appréciée des professionnels et des grandes équipes d’ingénieurs. Par conséquent, nous continuons à vendre et à soutenir nos appareils ST-LINK/V2 pendant que les entreprises passent à la nouvelle interface.
Nos investissements dans le ST-LINK/V2 témoignent également de notre engagement en faveur de la longévité. Les équipes qui hésitent à adopter le dernier STLINK n’ont qu’à consulter notre bilan. Nous avons lancé au moins une nouvelle sonde chaque année pour répondre aux nouvelles demandes. Que ce soit pour aider les développeurs à travailler avec des microcontrôleurs à faible consommation, pour profiter d’un design plus petit lorsqu’ils sont en déplacement ou pour adopter de nouveaux ports, comme l’USB-C, ST continue d’améliorer la version 3, sachant que, tout comme ST-LINK/V2, l’interface continuera à vivre pendant très longtemps.
2. Un débogueur/programmeur en circuit plus rapide
Cette plate-forme est avant tout destinée au transfer de données, ce qui explique pourquoi la première différence architecturale significative entre ST-LINK/V2 et STLINK-V3 est la compatibilité de ce dernier avec l’interface USB 2.0 Hi-Speed. Auparavant, les développeurs devaient se contenter d’un débit de données USB 2.0 Full-Speed de 12 Mbit/s, ce qui pouvait s’avérer fastidieux lors du téléchargement d’applications volumineuses. En comparaison, l’interface Hi-Speed offre des vitesses théoriques allant jusqu’à 480 Mbit/s.
En outre, au-delà de la simple mise à jour de l’interface, ST a également mis en œuvre de multiples optimisations de ses algorithmes et processus, ce qui en fait une refonte architecturale plutôt qu’un simple gain de débit. L’augmentation de la productivité pour les équipes qui téléchargent de grandes applications plusieurs fois par jour est donc très perceptible.
En plus de meilleur débit, toutes les cartes STLINK-V3, à l’exception des cartes filles, offrent un support de stockage de masse pour un processus de téléchargement plus pratique. Auparavant, seul le ST-LINK/V2 disponible sur certaines de nos cartes de développement, comme nos cartes Nucleo, offrait cette fonctionnalité. Cependant, avec les nouvelles sondes, les ingénieurs peuvent connecter le débogueur/programmeur en circuit, puis glisser-déposer les binaires pour les télécharger en un rien de temps. Cette fonction est particulièrement utile pour les développeurs qui souhaitent tester rapidement une application de démonstration sur une carte de circuit imprimé personnalisée et qui préfèrent ne pas avoir à compiler leur code et à l’envoyer par l’intermédiaire de leur IDE. Cela rend également l’échange de démos entre cartes beaucoup plus pratique, en particulier sur le terrain.
3. Un outil plus flexible
Le débogage ST à 14 broches, le STDC-14, présent sur le STLINK-V3SET, le B-STLINK-VOLT, le B-STLINK-ISOL et le STLINK-V3MINIE explique aussi la flexibilité des modules. Lorsque les utilisateurs ouvrent l’emballage de la sonde STLINK-V3SET, ils trouvent le câble MIPI traditionnel à 10 broches, qui est relativement compact et très populaire, ainsi qu’un nouveau câble STDC à 14 broches. La version MIPI 10 broches ne prend pas en charge un port COM virtuel. C’est pourquoi nous avons développé une extension du connecteur MIPI-10 qui utilise quatre broches supplémentaires pour offrir plus de fonctionnalités.
C’est important car jusqu’à présent, les ingénieurs devaient utiliser des câbles supplémentaires et trouver des solutions pour obtenir un port COM virtuel lorsqu’ils n’avaient pas le ST-LINK/V2 intégré à leur carte de développement. Grâce au STDC-14, l’utilisation d’un port COM virtuel est plus pratique. De même, le débogueur/programmeur en circuit ouvre la porte à un ensemble de nouvelles fonctionnalités, permettant aux développeurs PC de piloter quelques GPIO à partir du nouveau ST-LINK grâce à l’API DLL présente dans STM32CubeProgrammer. Ainsi, les équipes peuvent potentiellement ajouter des LED qui s’allument pour indiquer qu’une routine fonctionne correctement, contrôler d’autres périphériques ou même utiliser des extensions propriétaires via ces entrées-sorties.
4. Un compagnon polyvalent
La nouvelle architecture est plus polyvalente que la génération précédente grâce au support du JTAG (Joint Test Action Group) et du SWD, ainsi que du connecteur STDC-14 et de son port COM virtuel. Le STLINK-V3SET va encore plus loin avec la possibilité d’ajouter des cartes d’extension sur le débogueur/programmeur, telles que le B-STLINK-ISOL et le B-STLINK-VOLT (plus d’informations à ce sujet ultérieurement), afin d’augmenter ses fonctionnalités.
Un autre exemple de la flexibilité de notre plateforme est notre carte d’interface complémentaire qui permet aux développeurs de télécharger des microprogrammes via les interfaces SPI, I2C ou UART. Cette carte d’extension sert de pont entre la carte cible et le PC. En utilisant l’outil logiciel STM32CubeProgrammer, en mode ligne de commande ou interface graphique, les développeurs peuvent utiliser ce pont pour faciliter les opérations de maintenance sans laisser un port de débogage ouvert, ce qui serait une grave faille de sécurité. Dans le même esprit, l’outil logiciel STM32CubeMonitor fournit une interface visuelle lors de l’utilisation simultanée de plusieurs sondes STLINK. Les développeurs peuvent ainsi analyser efficacement le comportement de leur application grâce à un tableau de bord personnalisé.
Le ST Partner Program peut également améliorer le parcours du programmeur, comme avec Percepio et son Tracealyzer pour le STLINK-V3. Tracealyzer est un outil de visualisation de traces destiné aux développeurs de logiciels tournant sur un système d’exploitation en temps réel, offrant plus de 30 vues graphiques et une visualisation en direct. Tracealyzer supporte toutes les sondes STLINK-V3, fournissant ainsi une analyse complète du logiciel STM32 pendant son développement, son débogage, sa validation et son optimisation.
5. Une approche personnalisée pour répondre aux besoins des développeurs
STLINK-V3SET
Le STLINK-V3SET attirera les développeurs ayant des besoins plus étendus. Le module est livré avec davantage de câbles car il est compatible avec le connecteur MIPI-20, plus grand et toujours aussi précieux. Il dispose également d’un boîtier réglable en hauteur pour protéger la pile de cartes attachée au dos du STLINK-V3SET afin que les utilisateurs puissent ranger proprement leurs cartes d’extension. . La STLINK-V3SET est également la seule sonde à offrir une compatibilité avec le SWIM (Single Wire Interface Module) afin que les équipes puissent programmer et déboguer un STM8. Il s’agit donc de la plus grande sonde STLINK-V3 actuellement proposée par ST et elle attirera les ingénieurs travaillant dans un laboratoire ou ceux qui privilégient les fonctionnalités à la portabilité.
B-STLINK-VOLT
Le B-STLINK-VOLT est un adaptateur qui permet à la sonde de débogage/programmation en circuit STLINK-V3SET de fonctionner avec les microcontrôleurs STM32 (MCU) qui consomment moins que les 3,3 V traditionnels. En termes simples, il s’agit d’un circuit de conversion qui abaisse la tension à seulement 1,65 V, ce qui permet aux développeurs d’utiliser le STLINK-V3 avec des systèmes qui dépendent d’une petite batterie, par exemple. Les utilisateurs utilisent le même connecteur STDC-14 pour déboguer et programmer leur MCU via JTAG, SWD, SWV ou VCP grâce aux interfaces SPI, UART, I2C, CAN ou GPIO. Nous avons également mis à jour notre manuel d’utilisation pour couvrir les différentes configurations de cavaliers et l’installation de la carte dans le boîtier STLINK-V3SET.
Jusqu’au lancement du B-STLINK-VOLT, les équipes utilisant un MCU STM32 à 1,8 V devaient compter sur le STLINK-V2. Le nouveau STLINK s’est d’abord concentré sur les performances, et une réduction de la tension a nécessairement un abaissement de la fréquence des différentes interfaces. Par conséquent, lorsque STLINK-V3 est apparu, beaucoup ingénieurs ont utilisé la génération précédente de sondes, car ils ne pas constataient pas de changement dans les transferts de données. Cependant, maintenant que la dernière version est très populaire, nous avons décidé de lancer le B-STLINK-VOLT et le B-STLINK-ISOL, ouvrant ainsi STLINK à une toute nouvelle gamme d’applications STM32. Veuillez noter que le travail avec STM8 ne nécessite pas cet adaptateur spécifique puisque le STLINK-V3SET inclut déjà le circuit de conversion nécessaire.
B-STLINK-ISOL
B-STLINK-ISOL est un module pour le STLINK-V3SET qui offre une isolation galvanique et fonctionne avec des microcontrôleurs qui consomment moins de 3,3 V. Lorsqu’il est connecté au connecteur STDC14 du STLINK-V3SET, B-STLINK-ISOL sert de sonde de débogage traditionnelle. Lorsqu’il est connecté entre le STLINK-V3SET et son adaptateur MB1440, B-STLINK-ISOL permet aux développeurs d’accéder à tous les signaux et connecteurs des MCU à faible consommation. Il offre donc des caractéristiques similaires à celles du B-STLINK-VOLT, mais avec l’avantage supplémentaire de l’isolation galvanique, qui protège le PC et la carte. En effet, les boucles de masse peuvent provoquer des dommages ou des interférences lorsque deux circuits utilisent la même masse. L’isolation galvanique résout ce problème.
STLINK-V3MODS
La STLINK-V3MODS est la plus petite carte (15 x 30 mm) et la seule que les ingénieurs peuvent souder directement sur un circuit imprimé afin d’augmenter considérablement l’attrait de leur prototype. En outre, la carte est alimentée par son connecteur micro-USB, ce qui simplifie son intégration dans une conception personnalisée. La carte peut même fournir jusqu’à 200 mA à 5V à la carte mère par l’intermédiaire de son connecteur de bord. Le système ne prend en charge que les MCU STM32 de 3,3 V et assure la compatibilité avec SWD, JTAG et VCP. La solution prend également en charge les interfaces de pont, telles que SPI, I2C, CAN et GPIO, afin de faciliter la communication avec le système embarqué. Elle s’adresse donc aux développeurs à la recherche de vitesse et de polyvalence dans un format plus petit que le STLINK-V3SET.
STLINK-V3MINIE
STLINK-V3MINIE est le modèle le plus récent et le premier à inclure un port USB-C. Il est légèrement plus long que le STLINK-V3MODS avec 15 mm x 42 mm ; il se distingue également par sa prise en charge des microcontrôleurs basse consommation. En effet, il s’agit de notre première sonde autonome compatible avec le dernier STLINK qui prend en charge 1,65 V. Les développeurs qui travaillent sur une application à 1,8 V n’ont pas besoin de prendre le STLINK-V3SET et l’une de ses cartes d’extension. La petite taille du STLINK-V3SET s’adresse principalement aux développeurs qui doivent constamment flasher des microprogrammes sur le terrain. Par conséquent, il prend en charge SWD, SWV et VCP grâce à son connecteur STDC14. Cependant, en raison de sa taille, le STLINK-V3MINIE n’alimente pas le système embarqué.
STLINK-V3PWR
Outre la programmation et le débogage traditionnels, la nouvelle sonde peut mesurer la consommation d’énergie d’un STM32, établir des profils énergétiques et aider à visualiser les consommations de courant afin d’aider les développeurs à optimiser leur code. Si le STLINK-V3PWR n’est pas le premier outil servant à mesurer la consommation d’énergie de ST, il est le plus complet à ce jour. C’est également la première fois que ST propose une solution qui mesure le courant de tous nos MCU STM32 et celui avec le plus de fonctionnalités de monitoring.
Le STLINK-V3PWR peut détecter des courants de 100 nA à 50 mA, 300 nA à 150 mA, 600 nA à 300 mA, et un mode compatible avec une pointe 500 mA. Il peut également mesurer un puissance allant de de 160 nW à 1,65 W avec une précision de 2 % sur toute la gamme, ce qui permet aux développeurs de cibler tous les microcontrôleurs, des modèles à très faible consommation d’énergie aux modèles les plus performants. Nous fournissons également un manuel pour rendre les mesures aussi simples que possible. En bref, les utilisateurs connectent l’alimentation et la masse du STLINK-V3PWR aux broches de leur carte de développement et utilisent l’interface USB-C pour envoyer des données à un PC.
Visualisation
Les ingénieurs utilisent des sonde pour capturer et visualiser les données. Comme le STLINK-V3PWR appartient à l’écosystème ST, l’approche la plus simple consiste à utiliser STM32CubeMonitor-Power. L’utilitaire affiche les mesures dans un graphique pour montrer l’évolution de la consommation d’énergie en temps réel. Le logiciel permet également de zoomer sur des mesures spécifiques, d’enregistrer des données sur une longue période ou d’effectuer des analyses comparatives, telles que la suite de test ULPMark. Keil et IAR prennent tous deux en charge la sonde STLINK-V3PWR. ST a travaillé avec les éditeurs de logiciels pour prendre en charge leurs API et s’assurer que la nouvelle sonde STLINK s’adapte à la plupart des façon de travailler. Les développeurs peuvent ainsi analyser plus en profondeur l’exécution de leur code, en synchronisation avec les mesures de consommation d’énergie, afin d’optimiser le profil énergétique de leurs systèmes.
Programmeur et débogueur
Le STLINK-V3PWR reste un débogueur/programmeur aussi polyvalent qu’un STLINK-V3SET traditionnel, qui supporte JTAG, SWD, VCOM, et peut servir de pont grâce à l’UART, l’I2C, le SPI, ou l’USB. Ainsi, les équipes qui privilégient la consommation d’énergie peuvent utiliser un STLINK-V3PWR uniquement. En outre, il peut alimenter la carte STM32 cible avec un maximum de 2 A et offrir une protection contre les surintensités via le câble USB-C, ce qui peut être très utile lorsque les ingénieurs sont sur le terrain et ont besoin d’alimenter leur système.
