功耗測量神器STLINK-V3PWR

STLINK是一款紅遍大江南北的STM32在線調(diào)試/編程器。開發(fā)人員可以快速輕松地通過它連接電路板和PC，進行在線調(diào)試，對STM32內(nèi)存/選項字節(jié)進行編程，并執(zhí)行固件安全更新，廣受各類專業(yè)人員和工程師團隊的歡迎。

STLINK主要包括以下軟硬件工具：

STLINK獨立調(diào)試器，用于調(diào)試/燒錄和功耗測量，產(chǎn)品包括STLINKV2，STLINKV3SET，STLINK-V3MINIE，STLINK-V3PWR

STLINK板載模塊：用于調(diào)試/燒錄，包括NUCLEO板載STLINK，STLINK-V3MODS

STM32HSM硬件安全模塊，用于身份驗證和許可證生成，包括STM32HSM-V2

第三方工具，從調(diào)試/跟蹤到量產(chǎn)燒錄。

第一款獨立的ST-LINK/ V2產(chǎn)品誕生于2011年。STLINK-V3誕生于2018年，是STM32 微控制器調(diào)試和燒錄的神器之一。與STLINK-V2相比，STLINK-V3傳輸數(shù)據(jù)的速度更快，靈活性更高，一定程度上要歸功于它的STDC-14連接器和對虛擬COM端口的支持。最近，ST發(fā)布了最新的STLINK-V3PWR，將于今年第二季度上市，它具有超大動態(tài)測量范圍的功耗分析組件，在整個范圍內(nèi)的精度為2%，價格不到200美元。

▲STLINK產(chǎn)品路線圖

STLINK-V3最先推出的是STLINK-V3SET，緊接著發(fā)布了STLINK-V3MINIE和STLINK-V3MODS，后兩款產(chǎn)品不支持疊加功能擴展適配器板，但為追求便攜性的工程師提供了更小尺寸的設(shè)計。由于集成了豐富接口、可靠的連接器以及多種模塊，所有STLINK設(shè)備都具有強大而豐富的功能，可滿足開發(fā)人員的多方位需求。

為什么STLINK-V3如此讓人著迷？這里有讓你愛上STLINK-V3新版在線調(diào)試/編程器的五個理由。

理由之一：傳承ST-LINK/V2的優(yōu)良品質(zhì)

盡管新版本 STLINK 越來越受青睞，STLINK-V3的前身——ST-LINK/ V2系列產(chǎn)品因其功能強大且易于操作，仍然非常受工程師歡迎。通過ST-LINK/V2，開發(fā)人員可以快速將開發(fā)板與電腦進行連接，將應用程序下載到MCU并進行調(diào)試。該解決方案在專業(yè)人士和大量工程師團隊中非常受歡迎。因此ST將繼續(xù)銷售和支持ST-LINK/V2產(chǎn)品。

對 ST-LINK/V2 的持續(xù)支持也證明了ST對產(chǎn)品長生命周期的承諾。我們每年都至少推出一個新的調(diào)試器以滿足新的應用需求。無論是幫助開發(fā)人員使用低功耗微控制器、使用更小巧的產(chǎn)品尺寸，還是采用 USB-C 等新端口，ST 一直在不斷改進STLINK-V3。和 ST-LINK/V2 一樣，這個接口也將擁有漫長的生命周期。

理由之二：在線調(diào)試/編程速度更快

數(shù)據(jù)傳輸能力是STLINK-V3的基礎(chǔ)。ST-LINK / V2和STLINK-V3之間的一個重要差異是STLINK-V3對USB2.0高數(shù)據(jù)速率的支持。以前，開發(fā)人員受限于 12 Mbit/s USB 2.0 全速數(shù)據(jù)速率，給大容量應用程序的編程/燒錄帶來些困擾，影響了開發(fā)效率?，F(xiàn)在，STLINK-V3模塊可提供高達480Mbit / s的理論速率，這將給工程師們帶來更快更好的應用體驗。

此外，除了用戶界面升級外，ST還對算法和流程進行了多次優(yōu)化，使之不僅僅是速度的提升，而且進行了架構(gòu)上的升級。因此，對于每天需要多次燒錄大容量應用程序的開發(fā)人員而言，能大大提高他們的研發(fā)效率。

除了更快的速度，所有 STLINK-V3 板卡（子卡除外）都支持大容量存儲，使燒錄過程更加方便。以前，只有ST某些開發(fā)板上的ST-LINK / V2（例如ST所有的Nucleo開發(fā)板）支持此功能。使用STLINK-V3后，工程師能夠連接在線調(diào)試/編程器，然后拖放二進制文件并立即燒錄它們。這對于希望在自定義PCB上快速演示應用程序，而又不想通過IDE下載代碼的開發(fā)人員來說特別有用。尤其是當團隊在現(xiàn)場時，這也讓更換演示程序變得更加方便。

理由之三：更靈活的工具

STLINK-V3SET，B-STLINK-VOLT，B-STLINK-ISOL和STLINK-V3MINIE都提供了ST 14引腳調(diào)試接口STDC-14，這是該模塊具有靈活性的另一個原因。當用戶打開外殼時，他們會發(fā)現(xiàn)熟悉的傳統(tǒng)MIPI-10接口，它比較緊湊和非常通用，還可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)置了新的STDC-14接口。MIPI-10引腳版本不支持虛擬COM端口。因此，ST開發(fā)了MIPI-10連接器的擴展版，使用四個額外的引腳來提供更多功能。

到目前為止如果工程師沒有將ST-LINK / V2集成到他們的開發(fā)板上，他們就必須使用額外的引線通過其他方式獲得虛擬COM端口。得益于STDC-14接口，使用虛擬COM端口就方便多了。同樣，這個在線調(diào)試/編程器也為實現(xiàn)全新的功能打開了大門。PC開發(fā)人員可以借助STM32CubeProgrammer中的DLL API通過新版ST-LINK驅(qū)動幾個GPIO。這樣，開發(fā)團隊就可以添加LED來指示某個程序是否正常運行，控制其它外圍設(shè)備，甚至通過這些I/O進行專有的擴展。

理由之四：多才多藝

STLINK-V3新架構(gòu)比前一代產(chǎn)品具有更多靈活性，帶有虛擬COM口的STDC-14接口，同時還支持JTAG和SWD接口。新的STLINK-V3SET還可以在調(diào)試器上添加擴展卡以增加更多功能，如 B-STLINK-ISOL 和 B-STLINK-VOLT（稍后會詳細介紹）。

體現(xiàn)平臺靈活性的另一個體現(xiàn)就是擴展接口板的適用性。該接口板允許開發(fā)人員通過SPI、I2C或UART接口燒錄固件，這個擴展板充當了目標板和PC之間的橋梁。在命令行或圖形界面模式下使用STM32CubeProgrammer軟件工具時，開發(fā)人員可以在自己的環(huán)境中輕松使用這些擴展接口進行操作，而不用使調(diào)試端口一直打開而可能帶來些安全隱患。同時，STM32CubeMonitor還提供了通過多種STlink調(diào)試器進行圖形化調(diào)試的能力。因此，開發(fā)者可以通過定制化的表盤高效地分析他們應用中的操作進程。

另一個體現(xiàn)就是合作伙伴Percepio及其用于STLINK-V3SET的Tracealyzer。Tracealyzer是面向基于RTOS的軟件系統(tǒng)開發(fā)人員的跟蹤可視化工具，可提供30多種視圖并實現(xiàn)實時可視化。Tracealyzer v4.2集成了對STLINK-V3SET的支持，可以在開發(fā)、調(diào)試、驗證和優(yōu)化過程中全面了解STM32上運行的軟件。

理由之五：滿足開發(fā)者需求的定制化方案 STLINK-V3SET

STLINK-V3SET 對具有廣泛需求的開發(fā)人員更有吸引力。該模塊與體積更大的、仍有價值的 MIPI-20 連接器兼容。它還具有一個高度可調(diào)節(jié)的外殼，可保護 STLINK-V3SET 頂部的堆疊板，以便用戶可以整齊地放置他們的擴展卡。STLINK-V3SET 也兼容 SWIM（單線接口模塊）接口的產(chǎn)品，確保對 STM8的編程和調(diào)試。因此，它是 ST 目前提供的最大調(diào)試器，將吸引在實驗室工作的工程師或那些看重功能超過便攜性的工程師。

B-STLINK-VOLT

B-STLINK-VOLT 是一個適配器板，支持 STLINK-V3SET與電壓低于傳統(tǒng)3.3 V的STM32 MCU一起工作。簡而言之，它是一個降壓轉(zhuǎn)換電路，例如，可將電壓降至1.65 V，確保開發(fā)人員可以將 STLINK-V3 用于調(diào)試小型電池供電的系統(tǒng)。用戶可以通過相同的 STDC-14 連接器使用 JTAG、SWD、SWV 或 VCP 調(diào)試和燒錄自己的MCU，同時仍可使用 SPI、UART、I2C、CAN 或 GPIO 進行通信。我們還更新了用戶手冊，包括各種跳線配置以及該板卡在 STLINK-V3SET 外殼中的安裝。

在推出 B-STLINK-VOLT 之前，使用 1.8 V STM32 MCU 的團隊只能使用 STLINK-V2。新的 STLINK關(guān)注性能并支持寬范圍電壓適配，不過，降低電壓必然會降低各種接口的頻率。因此，當 STLINK-V3 剛剛推出時，大多數(shù)工程師還在使用上一代調(diào)試器，因為他們沒有看到數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖兓Ｓ捎谛掳姹痉浅Ｊ軞g迎，我們決定推出 B-STLINK-VOLT 和 B-STLINK-ISOL，從而使得更多的STM32應用也能使用新的STLINK。請注意，使用 STM8 不需要這樣的適配器板，因為STLINK-V3SET 已經(jīng)包含了必要的電壓轉(zhuǎn)換電路。

B-STLINK-ISOL

B-STLINK-ISOL 是STLINK-V3SET 的一個擴展模塊，它能進行電流隔離并支持電壓低于 3.3 V 的微控制器。當連接到 STLINK-V3SET 的 STDC14 連接器時，B-STLINK-ISOL 用作傳統(tǒng)的調(diào)試器。當連接在 STLINK-V3SET 與適配器板 MB1440 之間時，B-STLINK-ISOL 讓開發(fā)人員可以訪問低功耗 MCU 上的所有信號和連接器。因此，它提供了與 B-STLINK-VOLT 類似的功能，并具有額外的電流隔離優(yōu)勢，可保護 PC 和電路板。因為當兩個電路使用相同的接地時，接地回路可能會造成損壞或干擾。而電流隔離解決了這個問題。

STLINK-V3MODS

STLINK-V3MODS 是目前最小的 (15 mm x 30 mm) 板卡，也是唯一一個可以直接焊接到 PCB 上的板卡，大大增加了客戶產(chǎn)品設(shè)計的吸引力。此外，該板通過Micro-USB 連接器供電，簡化了與用戶開發(fā)板的集成。該板甚至可以通過邊緣的郵票孔連接給母板提供多大200MA@5V的供電。該系統(tǒng)僅支持 3.3 V STM32 MCU，并兼容 SWD、JTAG 和 VCP。該解決方案還支持各種橋接，例如 SPI、I2C、CAN 和 GPIO，方便與嵌入式系統(tǒng)通信。因此，如果工程師既想擁有 STLINK-V3 的速度和多功能性，又想要比 STLINK-V3SET 更小的尺寸，就可選用 STLINK-V3MODS。

STLINK-V3MINIE

STLINK-V3MINIE 是一款最新模塊，也是第一個配備 USB-C 端口的產(chǎn)品。它比 STLINK-V3MODS 稍長，尺寸為 15 mm x 42 mm；它的突出優(yōu)勢是支持低功耗MCU。STLINK-V3MINIE是我們第一個與最新 STLINK 兼容并支持 1.65 V 的獨立調(diào)試器。有了STLINK-V3MINIE，開發(fā) 1.8 V 應用的工程師就不必非得采用 STLINK-V3SET 及一個擴展卡的形式了。它的小尺寸特點適合需要在現(xiàn)場不斷刷新固件的開發(fā)人員。由于具有 STDC14 連接器，STLINK-V3MINIE支持 SWD、SWV 和 VCP， 但因為尺寸小，不能為嵌入式系統(tǒng)供電。

STLINK-V3PWR

STLINK-V3PWR是ST最新推出的一個能夠測量功耗的調(diào)試器，可以高精度測量任何STM32微控制器的動態(tài)電流消耗，能夠?qū)o限制時間窗口的功耗變化實現(xiàn)可視化并進行分析，調(diào)試和優(yōu)化STM32代碼，并與電流消耗測量同步。

除了傳統(tǒng)的編程和調(diào)試功能外，新的STLINK-V3PWR還能測量STM32的功耗，繪制功耗圖，實現(xiàn)電流消耗的可視化，以幫助開發(fā)人員優(yōu)化代碼。雖然STLINK-V3PWR不是第一個用于測量功耗的ST工具，但它是適用范圍最廣的。這也是ST首次通過一種解決方案，在最廣泛的監(jiān)測范圍內(nèi)對所有STM32 MCU進行電流測量。

STLINK-V3PWR可以測量100nA至50mA、300nA至150mA、600nA至300mA和500mA峰值模式的電流。它可以在160nW到1.65W范圍內(nèi)以2%的精度執(zhí)行功耗測量，確保開發(fā)人員可以從超低功率到性能最高范圍內(nèi)選用任一款微控制器。我們還提供了一份手冊，告知如何進一步簡化測量過程。簡而言之，用戶只需將STLINK-V3PWR的電源和接地連接到開發(fā)板上的正確引腳，并使用USB-C接口將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC即可實現(xiàn)功耗的實時測量。

可視化

工程師使用測量組件來捕捉數(shù)據(jù)并進行可視化。由于STLINK-V3PWR屬于ST生態(tài)系統(tǒng)，因此最簡單的方法是使用STM32CubeMonitor-Power。該工具在圖形界面顯示測量結(jié)果，以實時顯示功耗的變化。該軟件還可以放大特定的測量區(qū)域，記錄長時間的數(shù)據(jù)，或運行基準測試，如ULPMark Bench。Keil和IAR都支持STLINK-V3PWR。ST與各軟件供應商合作，支持他們的API，確保新的STLINK調(diào)試器適用于大多數(shù)應用場景。因此，開發(fā)人員可以更深入地分析他們的代碼執(zhí)行，與功耗測量同步，以優(yōu)化系統(tǒng)的功耗配置文件。

STLINK-V3PWR使用STM32CubeMonitor-Power工具對電源數(shù)據(jù)進行可視化：

顯示：實時圖形渲染（最高可達100 ksP），長時間采集日志

分析：直觀縮放和能耗數(shù)據(jù)導航

基準：快速計算EEMBC ULPMark CP分數(shù)

編程和調(diào)試

STLINK-V3PWR仍然是一個與傳統(tǒng)STLINK-V3SET一樣通用的調(diào)試/編程器，它支持JTAG、SWD、VCOM，并提供UART、I2C、SPI或USB等橋接功能。因此，對于更注重功耗的團隊可以把STLINK-V3PWR作為他們的專用探頭。此外，它可以為目標STM32板提供高達2 A的電流，并通過USB-C電纜提供過電流保護，這對現(xiàn)場需要為系統(tǒng)供電時的工程師非常有用。

在此，我們將STLinkV3與STLinkV2產(chǎn)品進行一個性能對比，方便大家進行選擇。

▲STLINK 各款產(chǎn)品比較

審核編輯：劉清