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STM32 - Echte Power durch hohe Rechenleistung

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Der STM32 aus dem Hause STMicroelectronics ist ein hochmoderner 32-Bit-Mikrocontroller. Die Basis bildet hierbei der leistungsstarke ARM Cortex-M-Kern, der in verschiedenen Ausführungen zur Verfügung steht. Zugleich bietet der Mikrocontroller eine große Anzahl an verschiedenen Kommunikationsschnittstellen. Angefangen bei den 12 Bit Hochgeschwindigkeits-DACs und ADCs über Ethernet PHY, CAN bis hin zu I2C, USART und USB OTG und HDMI CEC Schnittstellen. Das STM32 Board ist somit nicht nur enorm leistungsstark, sondern auch ganz individuell einsetzbar.

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STMicroelectronics STM32F4Discovery Discovery Kit with STM32F407VG MCU
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Olimex Olimex LoRa-STM32WL-DevKit
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Olimex Olimex STM32-P407
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STM32 Serien im Überblick

Jedes STM32 Board gehört einer bestimmten Familie oder Serie an, die über ihre ganz individuellen Spezifikationen verfügt. Insgesamt werden dabei acht Ausführungen unterschieden.

Die STM32 Serie F0 

Die STM32 Serie F0 ist die erste Familie im Bund. Diese Ausführung verfügt über einen Cortex-M0 Kern mit einer Performance von 2.33 MHz. Ähnlich im Namen und doch mit klaren Unterschieden versehen, bildet der Cortex-M0+ Kern die Basis für die Serien C0, G0 und L0, die als eine Familie betrachtet werden können. Der Cortex-M0+ Kern ist in seiner Performance, mit 2,46 MHz etwas stärker als der M0 und besitzt zusätzlich einen Speicherschutz, der auch memory protection genannt wird.

Die STM32 Serien F1, F2 und L1

Für die Serien F1, F2 und L1 kommt der Cortex-M3 zum Einsatz. Wesentlicher Unterschied zu seinen Vorgängern ist der zusätzliche Hardware-Dividierer, der bei der Variante M0 und M0+ nicht zur Verfügung steht. Der Cortex-M4 ist auf den STM32 Boards der Serien F3, F4, G4, L4 und L4+ verbaut. Neben dem Hardware-Dividierer, der bereits im M3-Modell Einzug fand, besitzt der M4 auch eine DSP-Erweiterung, sowie eine Sättigungsarithmetik. Optional steht auch eine Gleitkommaeinheit zur Verfügung. Der M4 basiert auf der gleichen ARM-Architektur, wie sein Nachfolger, der Cortex-M7, der bei der STM32 Serie F7 seine Anwendung findet.

Die STM32 Serien H5, L5, U5 und WBA

In den Serien H5, L5, U5 und WBA kommt der Cortex-M33 zum Einsatz. Die moderne Armv8-M Architektur bietet neben dem Hardware-Dividierer, der DSP-Erweiterung und der Sättigungsarithmetik auch eine Trust Zone. Zudem kann auch beim Cortex-M33 optional eine Gleitkommaeinheit eingesetzt werden.

Die STM32 Serien WB und WL

Weitere Serien, die zur STM32 Familie gehören, sind die WB und WL Serien, die über einen M4 und M0+ (2 core) verfügen, ebenso, wie die H7 Serie, die mit einem M7 (1 core) oder einem M7 und M4 (2 core) ausgestattet sein kann.

Die unterschiedlichen STM32 Maße

Zu beachten sind auch die unterschiedlichen STM32 Maße, die die jeweiligen Boards aufweisen. Ein Nucleo-L476RG mit einer Produktabmessung von 10,16 x 7,62 x 2,54 cm besitzt ein Gesamtgewicht von etwa 280 g. Ein STM32 Nucleo-144 kommt hingegen nur auf ein Gesamtgewicht von etwa 120 g. Sowohl Abmessung als auch Gewicht müssen hier gegebenenfalls berücksichtigt werden, insbesondere, wenn das STM32 Board in ein Gehäuse verbaut werden soll. Auch zwischen den einzelnen Herstellern, STMicroelectronics, Olimex, Sparkfun und Waveshare kann es vereinzelt Unterschiede in den Bauweisen und somit in Größe und Gewicht geben.

Diese Auflistung soll Ihnen dabei helfen, die Serien mit Ihren persönlichen Wünschen und Bedürfnissen abzugleichen, um so die Auswahl für den Kauf eines passenden STM32 Boards zu erleichtern. Selbstverständlich soll diesbezüglich aber auch noch einmal ins Detail gegangen werden, um Sie auf wichtige Merkmale hinzuweisen.

STM32 Leistung und Spezifikationen im Detail

Um Ihnen einen tieferen Einblick in die technischen Feinheiten eines STM32 Boards zu geben, soll hier einmal ein STM32 Nucleo Board betrachtet werden. Genauer gesagt die Variante H745ZI-Q, die mit einem ARM Cortex-M7 Kern ausgestattet ist. Bei dieser Ausführung können Sie von einer 480 MHz Taktfrequenz ausgehen, die Ihnen der M7 32-Bit Kern zur Verfügung stellt. Das STM 32 Board besitzt einen 2 MB Flash-Speicher, sowie einen SRAM-Speicher mit 864 kB und einen RAM-Speicher von 1 MB.

Es sind drei LEDs auf dem Board verbaut, die über den Zustand einer bestimmten Funktion informieren. Die erste LED ist für die Signalisierung der Versorgungsspannung zuständig. LED 2 für die Anzeige der Kommunikation und LED 3, steht dem Benutzer zur freien Verfügung. Zudem sind zwei Tasten integriert. Während die erste Taste für das Zurücksetzen eingeteilt ist, steht die zweite Taste auch hier dem Benutzer zur freien Verfügung.

Beim Modell H745ZI-Q stehen mit einem virtuellen COM-Port, einem Massenspeicher und einem Programmier- / Debugging-Port insgesamt 3 verschiedene Schnittstellen über den micro USB-Anschluss zur Verfügung. AES 128, 192, 256, TDES sowie HASH (MD5, SHA-1, SHA-2), HMAC und ein Zufallszahlengenerator zählen zu den kryptografischen Standards dieses STM32 Boards.

Das H745ZI-Q ist mit einem 16 Bit Analog-Digital-Wandler ausgestattet, der über 36 Kanäle verfügt. 2x 32 Bit-Timer und 17x 16 Bit-Timer zählen ebenfalls zur typischen Ausstattung dieses STM32 Boards. Mit insgesamt 4x I2C, 6x SPI, 2x CAN, 4x USART, 4x UART, 3x I2S und USB OTG FS ist diese Ausführung sehr vielseitig verwendbar, lässt speziell auch die direkte Verbindung zu Arduino Shields zu und bietet dadurch besonderen Spielraum bei individuellen Aufbauten. Eine besondere Freude am Fortschritt, die hier nicht nur widergespiegelt, sondern auch in ganz persönlicher Form erlebt werden kann. Mit Ihrer Idee und den modernen Möglichkeiten eines STM32 Boards zum passenden Ergebnis und dem gewünschten Erfolg.

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