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不僅僅是低功耗——Nucleo-L432KC開發(fā)板評(píng)測(cè)

Nucleo ST L432KC 低功耗

2016-08-08
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作者：劉昆磊
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體(ST)公司的STM32L4系列以其超低功耗的性能，領(lǐng)先于同類產(chǎn)品!如今又推出一款用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的STM32 Nucleo開發(fā)板——Nucleo-L432KC。

表1.jpg

表2-1虛擬串口錫橋配置

(4)電源

Nucleo-L432KC開發(fā)板供電方式可以選擇使用電腦的USB接口供電，也可以通過(guò)Arduino Nano接口的CN4選擇外部電源：VIN(7-12V電源)、+5V(5V電源)或者+3V3引腳供電。

Nucleo-L432KC開發(fā)板可以非常方便的使用ST-LINK/ V2-1編程調(diào)試器的USB接口供電。整個(gè)過(guò)程大致如下：將開發(fā)板的mirco USB接口連接電腦后，在電腦的USB主機(jī)在ST-LINK部分USB枚舉完成之前，只能向開發(fā)板提供100mA電流，如果電腦的USB接口能夠提供300mA電流，這時(shí)目標(biāo)MCU才能上電成功，同時(shí)LD2指示燈點(diǎn)亮，那么大家在隨后開發(fā)過(guò)程中，應(yīng)保證系統(tǒng)電流需要限制在最大300mA。如果電腦的USB接口不能提供300mA電流給開發(fā)板，那么目標(biāo)單片機(jī)不會(huì)上電，這是紅色指示燈LD2不亮，這是必須考慮使用外部電源為開發(fā)板供電。

注意，在開發(fā)板上，可通過(guò)SB1來(lái)配置最大消耗電流。當(dāng)通過(guò)USB供電時(shí)，如果SB1被設(shè)置成ON(被焊接上)，則最大供電電流不應(yīng)超過(guò)100mA。而默認(rèn)情況下，SB1被設(shè)置成OFF(未被短接)，這時(shí)可以獲得最大300Ma電流。

Nucleo-L432KC開發(fā)板外部供電可采用三種方法進(jìn)行：VIN(7-12V)、+5V或者+3V3。

圖2-14 Nucleo-L432KC開發(fā)板電源配置

(5)時(shí)鐘

Nucleo-L432KC主芯片時(shí)鐘有多種選擇，對(duì)于Nucleo-32開發(fā)板共有4種時(shí)鐘選擇。

Nucleo-L432KC主芯片STM32L432KC的2和3引腳默認(rèn)連接了外部低頻32.768KHz晶振，可做LSE時(shí)鐘輸入，當(dāng)然也可以將外接晶振斷開，將2和3引腳連接到Arduino Nano接口上的D7和D8引腳，作為普通I/O使用。

還有一點(diǎn)要注意，Nucleo-L432KC開發(fā)板的主芯片默認(rèn)沒(méi)有外接HSE時(shí)鐘輸入，當(dāng)想使用HSE時(shí)，需要設(shè)置錫橋，將芯片6引腳連接連接到ST-LINK/V2-1的MCO時(shí)鐘上，可以為芯片提供外接8MHz的精確時(shí)鐘。

圖2-15 Nucleo-L432KC開發(fā)板時(shí)鐘

表2.jpg

表2-2 Nucleo-L432KC開發(fā)板時(shí)鐘配置

(6)接口

Nucleo-L432KC開發(fā)板對(duì)外提供了兼容標(biāo)準(zhǔn)的Arduino Nano接口，可方便使用現(xiàn)有的Arduino資源。這里要注意，標(biāo)準(zhǔn)的Arduino Nano接口I/O是5V電壓，而STM32L432KC微處理器I/O是3.3V，但具有5V容忍能力，所以Nucleo-L432KC開發(fā)板的Arduino Nano接口兼容3.3V的。

圖2-16 Nucleo-L432KC開發(fā)板接口配置

(7)功耗測(cè)試接口IDD

STM32L432KC是一款低功耗的微控制器MCU,大家是否想要體驗(yàn)一下具體功耗呢?在Nucleo-L432KC開發(fā)板背面下方有一個(gè)JI1接口，這是設(shè)計(jì)者為給用戶提供的測(cè)試目標(biāo)單片機(jī)的電流大小的引腳，具體設(shè)置為：當(dāng)JP1設(shè)置為ON(使用跳線帽短接)，這種是默認(rèn)情況，正常為目標(biāo)單片機(jī)供電;當(dāng)JP1設(shè)置為OFF(將跳線帽去掉，在兩引腳間加入電流表)，這種情況下就可以用電流表測(cè)量目標(biāo)單片機(jī)的功耗大小(IDD電流)。

圖2-17 Nucleo-L432KC開發(fā)板IDD電流測(cè)試圖

這里需要注意，由于Nucleo-L432KC開發(fā)板受體積限制，JP1接口采用了1.27mm間距跳線，在測(cè)試IDD電流時(shí)不太容易引出測(cè)量線，容易短接或者損壞接口!

圖2-18 Nucleo-L432KC開發(fā)板IDD電流測(cè)試引腳

三、測(cè)試

Nucleo-L432KC開發(fā)板的核心微控制器STM32L432KC是ST公司最新推出的一款低功耗、高性能的MCU，拿到開發(fā)板，很多人都非常想自己體驗(yàn)一下它的功耗和性能。

對(duì)于功耗，在嵌入式微處理器基準(zhǔn)評(píng)測(cè)協(xié)會(huì)(EEMBC, Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)化ULPBench®超低功耗微控制器能效對(duì)比評(píng)測(cè)中，STM32L4系列微控制器獲得123分的業(yè)內(nèi)最高成績(jī)。大家想要測(cè)試STM32L432KC的功耗，可以通過(guò)將Nucleo-L432KC開發(fā)板的JP1跳線斷開，接入電流表測(cè)試IDD電流，這個(gè)之前做過(guò)類似的測(cè)試，這里就不過(guò)多測(cè)試了。

而對(duì)于STM32L432KC的CPU性能，基于運(yùn)算頻率80MHz的ARM Cortex-M4處理器內(nèi)核，內(nèi)置浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU,floating-point unit)可支持DSP指令。意法半導(dǎo)體的自適應(yīng)實(shí)時(shí)加速器(ART Accelerator™, Adaptive Real-TimeAccelerator)是新系列微控制器的另一個(gè)附加優(yōu)勢(shì)，使微控制器能夠在無(wú)等待狀態(tài)下執(zhí)行閃存內(nèi)的代碼，處理性能高達(dá)100 DMIPS，而功耗僅為100µA/MHz，據(jù)說(shuō)在CoreMark測(cè)試高達(dá)273分。大家可以通過(guò)由EEMBC組織提供的CoreMark代碼自己體驗(yàn)一下STM32L432KC處理器的性能。

CoreMark標(biāo)準(zhǔn)是2009年由EEMBC組織的Shay Gla-On提出，用來(lái)衡量嵌入式系統(tǒng)中中心處理單元(CPU，或叫做微控制器MCU)性能的標(biāo)準(zhǔn)。目前嵌入式處理器廠商紛紛以EEMBC的CoreMark基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果做來(lái)展示自己的處理器性能。CoreMark代碼使用C語(yǔ)言寫成，包含列舉(尋找并排序)、數(shù)學(xué)矩陣操作(普通矩陣運(yùn)算)、狀態(tài)機(jī)(用來(lái)確定輸入流中是否包含有效數(shù)字)和CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))等運(yùn)算法則來(lái)衡量處理器性能。