STM32L4
STM32L4 单片机进入低功耗异常的一种情况
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STM32L4xx系列MCU基于ARM Cortex-M4，具有FPU内核、高度灵活性和高级外设集，实现了首屈一指的超低功耗性能。这些器件非常适合电池供电的产品，所需供电电压可低至1.71V。
与一般MCU只有4路时钟相比，STM32L4xx多提供了一个时钟源，具有多功能的时钟管理，5个时钟源（HSE、LSE、 LSI、HSI、MSI）可通过复位和时钟控制器（RCC）外设来管理。以下做简单介绍。
五个时钟源：HSE、LSE、 LSI、HSI、MSI
通过HSE、LSE两个外部振荡器，应用能获得高精度：
◆ HSE时钟（4至80MHz的高速外部时钟），通常用来馈送PLL，并能产生高达80MHz的CPU时钟频率，以及USB控制器和音频时钟所需的独立频率。
◆ LSE（典型的32.768kHz低速外部时钟）一般用于为实时时钟提供低功耗时钟源，不过也能用作LCD时钟。
对于多种不同的任务，STM32L4xx有3个内部振荡器可供选择：
◆ LSI时钟（32kHz低速内部时钟）是超低功耗源，能够馈送实时时钟（精度有限）、LCD控制器和独立看门狗
◆ HSI时钟（16MHz高速内部时钟）是高速电压补偿振荡器。
◆ MSI时钟（100kHz至48MHz多种速率内部时钟）是振荡器，具有可调的频率和低电流消耗。它的工作电流与频率成比例，以便最小化内部振荡器在低CPU频率下的功耗开销。
配置为PLL模式时，该振荡器利用LSE自动校准，能够实现高精度。
RC48可用时，利用时钟恢复系统（HSI48）：内部48MHz时钟源（HSI48）可用于驱动USB、SDMMC或RNG外设。此时钟可在MCO上输出。
此外，STM32L4xx微控制器嵌入了三个PLL，每个都具有多达3个独立输出，并可由HSI、HSE或MSI馈送。这九个输出可分别配置为：
- 系统时钟
- ADC接口时钟
- USB时钟
- 串行音频接口SAI1时钟
- 串行音频接口SAI2时钟
外设时钟的选择
多个其他外设可由非系统时钟提供时钟：USARTx（x= 1、2、3、4、5），LPUART，SWPMI和I2Cx（x=1、2、3、4）接收独立时钟。
消除外设在系统时钟上的限制条件，这可降低系统和APB总线频率，并保持通信外设波特率不变，与系统时钟频率独立。
- 在运行和低功耗运行模式下，所有外设时钟可单独使能或禁用。
- 在睡眠和低功耗睡眠模式下，所有外设时钟也可单独使能或禁用。
HSI和LSI的校准
在成本敏感的应用中，晶体振荡器的价格可能无法忽略。出于这个原因，STM32L4xx提供了多种选择来测量内部振荡器。尽管HSI和MSI是工厂修调的，但它们能在运行时间内进一步修调0.5%个单位，以补偿因温度和电压变化引起的频率偏移。
来源：嵌入式资讯精选
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软件包可加快工业设备厂商对Octonion的嵌入式AI模型评估直接在STM32 MCU上运行设备端学习软件
专业开发工业设备诊断边缘人工智能(AI)的深度技术软件公司Octonion 发布了一个STM32Cube扩展软件包。该软件包是针对来自横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST；纽约证券交易所代码:STM)的工业级STM32L4 +微控制器开发板的优化过的状态监测解决方案。
Octonions的新软件包支持意法半导体在快速增长的工业状态监测和预测性维护市场上发起的使用STM32微控制器和微处理器开发人工智能应用的市场活动。Octonion的I-CUBE-OCTMI 软件包是一个运行在STM32 超低功耗MCU上的自我维护系统，系统引擎Octonion Edge BI能够终生自动学习、检查和监测工业设备的运行状况。
新软件扩展包针对STM32L4 +开发板优化了软件各项性能。STM32L4 +开发板集成了意法半导体的STWIN (SensorTile 无线工业节点)等各种工业级传感器和网络连接功能。软件包内嵌Octonion的无监督模式AI引擎，可连续分析加速度传感器数据，为状态监测和预测性维护系统处理振动分析。引擎不要求开发者以前学过有关设备或现有数据集的知识，可以直接在微控制器上学习操作模式，微调Octonion的机器智能嵌入式算法。因为所有计算都是在边缘端点上执行，所以没有数据发送到设备外部，从而消除了潜在的安全隐私问题。
I-CUBE-OCTMI扩展包为开发人员提供两种现成的算法：Instant Analyser快速响应的设备运行状况即时分析和Wize Analyzer操作模式频繁更换设备专用状态分析算法。扩展包涵盖工业机器的各种行为，能够检测小型BLDC电机、PMSM电机、大型涡轮机等各种功率级别的电机的峰值异常以及更多的动态状态异常。
Octonion首席技术官Andrei Sheleh表示: “开发人员可以自定义不同的参数，使嵌入式AI引擎适合特定用例，通盘考虑设备状态识别的质量、计算复杂度和响应速度。”
意法半导体EMEA市场应用副总裁Jacky Perdrigeat表示：“ Octonion Edge AI引擎与ST的STM32 MCU配合使用，可以简化和加快在所有STM32内置系统或超低功耗STM32MCU上部署实时机器状态监测和预测维护解决方案，让任何工业组织都能降低维护成本和停机时间。”
使用I-CUBE-OCTMI需要签订商业许可协议，产品评估和非商业目的可免费使用。了解更多信息，下载扩展软件包，请访问https://intelligence.octonion.com/st-expansion。
意法半导体的嵌入式AI解决方案，其中包括与Octonion合作开发的客户定制化机器状态监测应用软件，已于2020年11月19日IoT＆5G研讨会期间在ST Live Days上展出。
了解在STM32微控制器和处理器上运行的机器学习解决方案，请电邮edge.ai@st.com联系我们。
关于Octonion
成立于2014年，Octonion是一家深技术软件公司，提供在网络边缘连续诊断和预测机器寿命的工业机器智能解决方案。
早在五年前开始投资嵌入式人工智能研发活动，Octonion专注于开发为低功耗微控制器优化的传感器数据分析软件，在无监督机器学习、AI模型个性化和工业设备行为预测方面积累了深厚的专业知识。
Octonion的总部位于瑞士洛桑，在法国巴黎设立销售和市场营销处，在白俄罗斯明斯克设有研发中心。
关于意法半导体
意法半导体拥有46,000名半导体技术、产品和方案的创新者和创造者，掌握半导体供应链和最先进的制造设备。作为一家独立的半导体设备制造商，意法半导体与十万余客户、上千合作伙伴一起研发产品和解决方案，共同构建生态系统，帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇，满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能，电力和能源管理更高效，物联网和5G技术应用更广泛。详情请浏览意法半导体公司网站：www.st.com。
2020年3月17日——意法半导体的新微控制器STM32L4P5和STM32L4Q5将Arm® Cortex®处理器内核的性能优势扩展到成本敏感且注重功耗的智能物联网设备，包括能源表计、工业传感器、医疗传感器、健身跟踪器以及智能家居设备。
意法半导体新推出的STM32L4 +微控制器极具性价比，集成最低存储容量512KB的闪存和320KB的 SRAM，提供紧凑的10mm x 10mm 64引脚和7mm x 7mm 48引脚两种封装选择，让设计人员能够不再为设计尺寸受限所扰，例如可穿戴设备的外观尺寸。
新产品为USB、模拟外设等电路配备独立的电源引脚，集成独立的时钟域以及八线和四线SPI外存扩展接口，为开发人员提供设计灵活性保证。新器件还集成5Msample/s的智能模数转换器(ADC)，该ADC有两个模式，全速运行模式可以最大程度地缩短采样时间，低速模式可以节能降耗。
借助意法半导体的超低功耗微控制器技术，新STM32L4 + MCU有7个主要低功耗模式，使设计人员能够灵活地管理功耗和唤醒时间，以最大程度地降低能耗需求。这些产品还支持FlexPowerControl高能效任务处理技术，以及在CPU停止时继续高能效采集数据的批处理模式。
EEMBC®基准测试成绩409 CoreMark®和285 ULPMark™-CP[1]证明，新微控制器实现了高性能和高能效的完美融合。
新控制器还可在工业和医疗应用中保护系统，十分可靠安全，包括闪存错误校正代码(ECC)支持和SRAM的硬件奇偶校验。
数据保护功能包括硬件随机数生成器和内存代码访问权限IP保护，STM32L4Q5在标配基础上增加了加密算法加速器，支持AES、RSA、DH和ECC算法。
意法半导体还扩大了STM32开发生态系统，推出了NUCLEO-L4P5ZG Nucleo-144开发板和STM32L4P5G-DK 探索套件，每个套件均包含STM32L4P5微控制器。借助经过市场验证的STM32Cube生态系统，STM32CubeL4 MCU软件包可支持STM32L4P5和STM32L4Q5等微控制器，其中包含硬件抽象层和底层(HAL/LL)外设驱动程序、中间件组件和项目示例。新产品还支持STM32CubeMX初始代码生成器以及配置器，包括简单好用的方便超低功耗设计的功耗计算器。
STM32L4P5CEU6集成512KB闪存，采用QFN48封装。
详情访问 https://www.st.com/stm32l4plus
[1] CoreMark 和 ULPMark-CP分别是嵌入式微处理器基准协会EEMBC开发的衡量处理器内核性能和活动/睡眠负荷周期能耗情况的标准测试
关于意法半导体
意法半导体（STMicroelectronics; ST）是全球领先的半导体公司，提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在，致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居，以及下一代移动和物联网产品。享受科技、享受生活，意法半导体主张科技引领智能生活（life.augmented）的理念。意法半导体2019年净收入95.6亿美元，在全球拥有10万余客户。详情请浏览意法半导体公司网站： www.st.com
意法半导体的 STM32L412和STM32L422微控制器（MCU）以功能专一和封装紧凑为特色，为注重成本预算的消费类、工业和医疗应用带来超低功耗技术和优异的处理性能。
新微控制器为设计人员提供了更大的发挥空间，突破各种设计资源的制约，不论是内核性能和能耗限制，还是空间尺寸和物料清单成本限制。通过整合采用意法半导体的FlexPowerControl（FPC）技术经济合算的64KB或128KB闪存和80MHzArm®Cortex®-M4处理器内核，新微控制器的能效和性能达到了同级产品中最佳的EEMBC®测试成绩：273CoreMark® 可提升智能传感器或消费类穿戴设备的处理速度，同时167 ULPMark™-PP(Peripheral Profile和447 ULPMark-CP(Core Profile)两项测试成绩表明，新产品的能源管理技术领先同级竞品。
开发人员可以将这些胜出竞品的测试高分转化为切实的产品优势，利用多个低功耗模式等功能来最大限度地延长电池续航时间。模拟外设包括两个用于执行同步采集的ADC和一个比较器，片上集成了信号链的大部分功能，用于感测或心率监测。 此外，为节省元件和电路板空间，新产品还提供了更多的封装选择，包括5mm x 5mm LQFP32或2.58mm x 3.07mm WLCSP36。
-40°C至85°C或125°C的工作温度范围，使新产品可耐受恶劣的工业或医疗应用工作环境。闪存纠错（ECC）和片上SRAM奇偶校验硬件强化了系统安全性。Quad-SPI接口可以连接高性能的片外存储器，扩展系统的存储容量。新微控制器还配备丰富的控制外设和通信接口。
此外，新产品出色的动态能效确保智能电表的性能优异，工作电流仅为28μA/ MHz。新微控制器集成了ADC、电池域和备用电源域防篡改输入、硬件随机数发生器（TRNG），此外，加密功能更强的STM32L422还增加了AES-256加密算法支持功能，所有这些功能保证了电表的精准测量和强大的安保功能。
通过采用STM32生态系统的专用工具，包括STM32CubeL4软件包和STM32CubeMX初始化代码生成器和功耗计算器，开发人员可以立即使用新微控制器开发应用。生态系统还新增两个Nucleo开发板，包括NUCLEO-L412RB-P和NUCLEO-L412KB，前者集成一颗64引脚STM32L412和降压转换器，后者板载一颗32引脚STM32L412。新产品在意法半导体 10年供货保证范围内。
STM32L412和STM32L422现已投产， 包括片上闪存容量最高可达128KB，采用32引脚至64引脚封装和64KB闪存、QFN-32封装的STM32L412K8U6。
产品详细信息访问 www.st.com/stm32l4x2 。
同级最好的存储器和新图形处理功能让智能穿戴产品给用户更好的使用体验
先进的图形控制器为小的圆形显示器优化设计，提升像素处理效率
经过市场检验的节能架构，让应用设计拥有更丰富的功能和更长的电池续航时间
意法半导体（简称ST）推出最新的超低功耗微控制器，让每天与人们交互的智能电子产品更好用，电池续航时间更长。
新STM32L4+产品是新一代的STM32L4微控制器，运算性能提升到了150DMIPS(233 ULPMark-CP)，最高运行频率达到120MHz，可用作健康手环、智能手表、小型医疗设备、智能表计、智能工业传感器等各种产品的中央控制器，这些应用设备都需要精密功能、快速响应、最短电池充电停机时间，这些要求使超高效的STM32L4+成为最理想的选择。
STM32L4+为应用设计人员取得如下目标提供所需的功能：强大的计算性能，同级最大的片上存储容量，实现流畅的用户体验所需的最先进的图形处理功能。新的Chrom-GRC™图形控制器可以像处理方形显示器(TFT-LCD)一样高效地处理圆形显示器，不会因为管理从不显示的像素而浪费存储器资源。片上还有意法半导体专有的创新的Chrom-ART Accelerator™图形性能提升技术。
意法半导体微控制器产品部总经理Michel Buffa表示：“我们预计智能产品将会无缝地融入我们的生活中，这些产品能够预见我们的需求，而无需我们过多的关注他们。利用意法半导体的同级最大的存储容量和超高效的图形处理功能，STM32L4+系列微控制器可实现功能更复杂、人机交互更流畅的新一类智能产品。”
STM32L4+系列产品为用户提供了资源丰富且经过市场检验的STM32开发生态系统，以帮助用户简化设计，缩短产品上市时间。开发生态系统包括价格亲民的原型开发板、例程、免费软件开发工具、高品质第三方软硬件和集成开发环境(IDE)，这些都是ST 合作伙伴计划中的内容。先前为上一代STM32L4微控制器开发的应用软件，不用修改即可在新一代产品上运行，同时还能提升性能。
STM32L4+即日起量产，提供多种封装选择。产品详情联系当地意法半导体销售处。
编者注:
STM32微控制器出货量已经超30亿颗，从最小的传感器、植入医疗器械，到消费电子、白色家电、电动工具、 媒体装置、通信产品、计算机和工控设备，意法半导体的STM32被用于各种高科技产品。STM32L4+是STM32大家庭的最新成员。“L”代表意法半导体的超低功耗设计，确保芯片始终尽可能消耗最低的功耗。“4”代表高性能Arm®Cortex®-M处理器内核。“+”表示最新产品设计具有更高的计算性能、更大存储容量、更丰富的片上功能、更高效的高性能图形处理功能。
增强的存储器功能包括两个8线SPI端口，使其成为首个支持该接口的STM32产品，使用这两个单线/双线/四线/八线SPI或HyperBus™接口连接闪存或SRAM存储器，可以用较低的成本提高代码执行和数据存储速度。
新产品的先进节能技术经过STM32L全系验证，其中意法半导体独有的FlexPowerControl技术，当微控制器进入低功耗模式时，可以保护重要数据，例如，SRAM内容和I/O引脚状态。FlexPowerControl还提供数个独立的电源域和可编程的高精度时钟。其中，电源域确保功耗在每个电压调节和关断模式下都尽可能最低，可编程高精度时钟可以节省外部元器件，当低频率运行时最大限度降低功耗。此外，新产品还提供七个主要低功耗模式，每个模式下还有子模式选项，在低功耗、短启动时间、可用外设、可用唤醒源方面优化系统。在这些功耗模式中，关机模式将电流降至仅有20nA。STM32L全系产品还支持批处理模式，在主CPU关闭时，可在低功耗时高能效地采集并存储数据。
STM32L4+的片上大容量存储器包括640KB的SRAM，可以辅助高速运算性能，最大限度提升图形处理性能。此外，该系列产品还有高达2MB的双区闪存，为代码和数据提供强大的存储空间，以及高效的读写同步功能。片上闪存是当前超低功耗微控制器市场上容量最大的，还有丰富的纠错功能，适用于安全关键应用。
意法半导体独有的Chrom-ART Accelerator™ (DMA2D)技术可接管具有重复性的2D图形计算功能，让主CPU为其它重要任务释放更多资源。此项图形加速技术可以执行2D图形数据复制、图形透明和alpha-blending混合运算，以及像素格式转换，处理速度比主CPU快一倍。节省下来的CPU周期可分配给与图形运算同步进行的实时处理任务或用于处理更复杂的图效算法。
Chrom-GRC™图形存储管理器可让用户像处理方形显示器一样处理圆形显示器，将图形处理负荷降低20%。虽然圆形显示器与方形显示器的存储器管理方式相同，但是圆形显示器因处理不显示像素而浪费存储器空间，STM32L4+ Chrom-GRC只处理有效像素，更高效地管理存储器资源。
STM32L4+还有丰富的数字和模拟功能，其中包括USB Host、USB Device、USB OTG；17个定时器（用于电机控制等功能）；数字通信接口（包括SPI、SAI、CAN）；高速数字滤波器（用于信号处理）。
模拟外设包括高速模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和高精度基准电压源、比较器。所有功能都是为在任何工作模式下最大化能效而设计，例如，在两次采样捕获间隔时关闭转换器。
STM32L4+系列产品还有高温版，最高工作温度达到125°C，可用于散热性能不好的密闭空间。
STM32L4+系列的生态系统让开发者能够以最佳成本效益的方式开发创意，释放新系列微控制器的全部潜力。生态系统包括价格亲民的灵活多变的144引脚 STM32L4+ Nucleo开发板(NUCLEO-L4R5ZI)，这款板子有 Arduino™ Uno V3和ST morpho扩展接口，无探针调试。
STM32L4+探索套件(STM32L4R9I-DISCO) 的功能更丰富，用户在这块板子上可以开发并共享应用，板载24 bpp圆形LCD显示器(1.2英寸，390x390像素)、16-MbitPSRAM和512-Mbit 8线SPI闪存接口、MEMS麦克风和音频编解码器，在各种应用中提高音频性能。Arduino、Pmod™和STMod+接口为用户提供更多的扩展连接选择。
STM32L4+评估套件(STM32L4R9I-EVAL)是一整套演示开发平台，用于评估微控制器的全部外设和创建应用。
相关的嵌入式软件和开发工具基于意法半导体的经济且好用的STM32Cube平台，其中包括STM32CubeMX初始化代码生成器和有功耗计算功能的配置器、内容丰富的STM32CubeL4软件包。
产品详情访问 www.st.com/stm32l4-plus
前言
STM32L4 系列，目前是 STM32 超低功耗产品中最强大的一个系列。它还为我们提供了更多的低功耗模式的选择，包括STOP2 模式，包括低至 30nA 的 Shutdown 模式。对于这些模式，我们需要进行深入地了解，才能把它们用好。
问题
某客户在其产品的设计中，使用了 STM32L476RGT6。客户在开发过程中，发现当进入 STOP2 模式后，MCU 的电流保持在179.6uA，远大于数据手册中所描述的值：1.18uA (3V 工作电压 & 室温 & 无 LCD & 无 RTC)。
调研
1.了解问题
首先，我们先确认这个 179.6uA 的电流真实存在，而且只是 MCU 上的电流，不是整机电流。客户并没有使用 LCD，也没有RTC，根据参考手册，在 3V 的供电电压下，这个电流应该是 1.18uA 左右，如下：
目前所测的这个电流实在是太大了。
2.问题分析
根据代码和现象确认 MCU 已经进入了 STOP2 模式。那么，这个电流是如何产生的呢？初步怀疑是有输出口在对外输出电流。于是，找到电路图，对电路图进行了检查，客户的电路图并不复杂，没有很明显可能会导致往外输出电流的情况。
结合电路图，我们对 I/O 口的状态进行了检测，最后发现 MCU 的一个 I2C 接口上的两根信号线电平为低！这要分成两种情况来看，一是这两个 I/O 口被配置为输入口，那么它是对的，不会产生电流；另一种情况是，它仍然为 I2C 功能的开漏输出口，那么这个情况下将会产生漏电流。所以，需要对代码进行检查。
从电路图上来看，MCU 的 I2C 接口，SCL 和 SDA 两条线直接连接到外部器件，没有上拉电阻。所以，先检查 I/O 配置，这两个口被配置为具有内部上拉的复用开漏功能模式，这是正确的配置，没有问题，使用了内部上拉电阻。但是，我们发现客户在进入 STOP2 模式之前并没有对这两个口的配置进行更改，也就是说，它们仍然保持 I2C 功能的开漏输出结构，带着内部上拉电阻。
但是，如果 I2C 是在空闲状态下进入 STOP2 模式，按道理，它们应该是保持在高电平。为什么两个引脚都是低电平呢？再检查用户代码，发现代码中将数据写入 I2C 进行发送后，就直接进入 STOP2 模式了。问题来了，如果进入 STOP2 模式的时间点上，数据还在发送过程中，此时，若 SCL 和 SDA 都处于低电平的情况下，I2C 外设时钟停止，SCL 和 SDA 的状态将被锁定在输出低电平状态上。我们使用示波器对此情况进行测试，发现确实如此，在进入 STOP2 模式时，I2C 数据还在发送；处于 STOP2 模式中，SCL 和 SDA 保持为输出低电平；从 STOP2 模式唤醒后，I2C 继续把剩下的 bits 发完。
来看一下此时 SCL 和 SDA 的 I/O 配置图：
到此，这个问题基本就理清楚了：当 I2C 在工作时，并在 SCL 线和 SDA 线上发送低电平时，N-MOS 被打开，电流从VDDIOx 经过上拉电阻流入 I/O 口内部，经过 N-MOS 流入 VSS。若此时进入 STOP 2 模式，由于 Vcore 域的所有时钟停止，导致 I2C 外设时钟停止，那么此 I/O 状态被保持，将导致在 STOP 2 模式下电流持续产生。
STM32L476 的内部上拉电阻为 25~55 kΩ，标称值为 40 kΩ ，3V 的工作电压，两个 I/O 的上的电流大约是3V/40 kΩ * 2= 150uA
因为内部上拉电阻并非就是 40 kΩ，所以我们测得到 179.6uA 就是相当地正常了。
3.问题解决
检查 STM32L476 的参考手册 RM0351，在 STOP2 模式下的描述中，可以看到以下这一段话：
意思是：所有在 STOP2 模式下不能使用的外设，在进入 STOP2 模式之前，必须在其外设本身清除相应的使能位来进行禁用，或者通过设置相应的位将其恢复到复位状态。
于是，需要对代码进行修改：在进入 STOP2 模式之前，将 I2C 外设进行复位，复位后将 SCL 和 SDA 两根线配置为输入上拉状态。为什么要配置为输入上拉呢？因为此 I2C 在外部上没有上拉电阻连接，需要在 STOP2 模式下保持这两个 I/O 上有确定的电平，以避免其易受电磁干扰和额外的电流消耗。而这两个口工作中又作为 I2C 接口，所以选择上拉电阻而不是下拉电阻。
修正后，再进行测试，可测得在 STOP2 模式下的电流为 1.0uA，与数据手册相符。
结论
由于在进入 STOP2 模式之前没有对 I2C 进行复位及 I/O 口处理，导致在 STOP2 模式中产生了漏电流。
处理
在进入 STOP2 模式下，请确保所有不相关的外设都已经被正确复位或禁用，并配置 I/O 口为相应的正确结构。此种情况还容易发生在使用操作系统的应用中，因为多个任务的调度很容易让使用者在进入 STOP2 模式时忘记对所有的外设进行检测。所以，在进入 STOP2 模式前，请检查一下其他任务的工作情况，是否还有外设在传输数据还没传输完，是的话需要等待其结束，确保所有数据传输完成后，对外设进行复位或禁用，再进入 STOP2 模式。
来源： stmcu.com.cn
