【ST】STM32F0シリーズとは?仕様・機能・評価ボード・開発環境・対応OSを紹介

STM32F0シリーズは、STマイクロエレクトロニクス(以下ST社)製の汎用マイクロコントローラです。STM32F0シリーズは、Cortex-M0コアを搭載しており、汎用性を備えながら、高いコスト・パフォーマンスを実現しています。

STM32F0の製品ライン

製品ライン 概要
STM32F0x0バリュー・ライン コスト効率を高めた32bitエントリ・レベル・ライン
STM32F0x1 豊富な機能を集積し価格バランスの取れたアクセス・ライン
STM32F0x2 水晶発振子不要のUSB2.0 FSおよびCANインタフェース搭載ライン
STM32F0x8 低電圧1.8V動作ライン

出典:STM32F0シリーズ

STM32F0の仕様

出典:STM32F0シリーズ

STM32F0とは

STM32ファミリの製品ラインアップ

STM32ファミリのマイコンは、主に下記の5つに分類されています。

  • 幅広いアプリケーションの開発を容易にする「マイクロプロセッサ」例:STM32MP1
  • 最大1082 CoreMarkの高性能を実現した「ハイパフォーマンスマイコン」例:STM32F2、STM32H7など
  • 汎用マイコンである「メインストリームマイコン」例:STM32F1、STM32F3など
  • 消費電力を抑えた「超低消費電力マイコン」例:STM32L1、STM32L4など
  • マイコンと無線トランシーバを集積したSoC「ワイヤレスマイコン」例:STM32WB、STM32WL
SoC(読み方:エスオーシー、ソック)とは

SoCとは、プロセッサの種類の一つ。SoCとは、システムに必要なあらゆる機能を1つのチップ上に搭載したもの。SoCは、「システムを一つのチップ上に載せる」を意味する「System on a Chip」の略。システム全体をチップ上に搭載することで、小型化が可能になるというメリットがある。また、システムの内部接続により消費電力も抑えられる。

STM32F0シリーズは、汎用マイコンのメインストリームマイコン」に属します。

STM32F0とは

STM32F0シリーズは、ARM® Cortex®-M0をベースとし、リアルタイム性能、低消費電力動作、およびSTM32プラットフォームの先進的アーキテクチャとペリフェラルを組み合わせた製品です。STM32ファミリ共通のペリフェラルを搭載した32bitアーキテクチャをコスト重視のアプリケーションに提供します。
また、STM32F0シリーズでは、エントリ・レベルながら、最大48MHzで動作し、豊富なペリフェラルを搭載しています。さらに、DMAも搭載しているため、データ転送と演算を並列して処理することが可能です。
8bit/16bitマイコンからの置き換えだけでなく、従来マイコンを使用していなかったアプリケーションへの新規導入にも最適なエントリ・シリーズ製品です。

出典:STM32F0シリーズ

STM32F0シリーズは、メインストリームマイコンのうち、エントリ・レベルに位置するマイコンです。STM32F0シリーズは、Cortex-M0を搭載しており、汎用性を備えながら、高いコスト・パフォーマンスを実現しています。

STM32F0シリーズは、エントリ・レベルでありながら、USBインターフェースやモータ制御用タイマ、12ビットのA/Dコンバータを搭載しています。このため、様々なアプリケーションに対応しており、汎用性があります。

STM32F0x0バリュー・ライン

STM32F0x0バリュー・ラインは、コスト効率を重視するプロジェクトに最適なデバイスです。

STM32F0x0バリュー・ラインは、一般的な通信インタフェースであるSPI、I2C、UARTや、12bit精度のA/Dコンバータなどを搭載しており、コストを抑えながら充実した機能を提供しています。

STM32F0x1ライン

STM32F0x1ラインは、STM32F0x0バリュー・ラインから更に豊富な機能を集積し、価格バランスの取れたデバイスです。

STM32F0x0バリュー・ラインの機能に加え、最大2chのコンパレータ、最大2chの12bit DAC、CAN、タッチキーコントローラが追加されています。

STM32F0x2ライン

STM32F0x2ラインは、水晶発振子不要のUSBを搭載したデバイスです。

水晶振動子とは

水晶振動子は、一定の周波数を生み出す素子。水晶の持つ圧電現象を利用して、高い精度の周波数の発振を起こしている。水晶振動子それ単体では周波数を出力できないため、水晶発振器として使用されることが多い。

圧電現象とは

特定の結晶軸方向に圧力を加えると、電位を生成する現象。逆に、電圧をかけると振動が発生することを逆圧電現象という。これらの振動は、周波数を発生させる。圧電現象は水晶をはじめとする結晶材料が持つ性質だが、振動の安定性においては水晶が一番高い。

これにより、STM32F0x2は、高精度なクロックを生成するための外部振動子を使わなくても、USB通信が可能になります。

このため、外部振動子を搭載するための部品コストを削減できます。

クロックや水晶振動子については、以下の記事をご覧ください。

リアルタイムクロック(RTC・Real Time Clock)とは?仕組み、意味、特徴をわかりやすく解説

STM32F0x8ライン

STM32F0x8ラインは、1.8V±8%で動作する低電圧なデバイスです。他のSTM32F0シリーズと同じ機能を持ちながら、低電圧で動作します。

このため、スマートフォンや、携帯電話用アクセサリー機器などのポータブル機器に最適です。

STM32F0シリーズの入手方法

STM32F0シリーズのマイコンは、ST社の販売代理店/取扱店や下記のオンラインショップなどで購入できます。

STM32F0の開発環境

STM32F0に対応した代表的な開発環境は、下記の通りです。

  • IAR Embedded Workbench for ARM
  • Arm Keil MDK
  • Embedded Studio
  • STM32CubeIDE

STM32F0評価ボード

STM32F0評価ボードには、下記の3種類があります。

  • EVAL(エバル)ボード
  • Discovery(ディスカバリー)ボード
  • Nucleo(ニュークリオ)ボード

これらは、ST社から提供される純正の評価ボードであり、USBケーブルやPCを用意するだけで、簡単・安価に開発をスタートできます。

EVALボード・Discoveryボード・Nucleoボードの特徴

EVAL、DISCOVERY、Nucleoには、それぞれ次の特徴があります。

EVALの特徴
  • LCDやUSBコネクタなどの機能が豊富なため、ボード上で実際にアプリケーションを開発することが可能
  • STM32F0のほぼ全ての機能が評価可能
DISCOVERYの特徴
  • EVALボードに比べて安価
  • 実装されているデモサンプルが豊富
  • STM32F0単体評価に最適
Nucleoの特徴
  • DISCOVERYボードに比べて安価
  • Arduino互換のPinヘッダーを搭載
  • メーカーズなどのプロトタイプ向け

以上の特徴から、それぞれの評価ボードの用途は、次のとおりです。

ポイント
  • デバイスのフル機能を評価したい場合はEVAL
  • STM32F0の単体評価をしたい場合はDiscovery
  • Arduino互換ボードを使ったプロトタイプ開発をしたい場合はNucleo

STM32F0に対応したEVALボード

STM32F0が評価できるEVALボードは、以下の3種類です。

ボード 搭載CPU データシート
STEVAL-USBC2DP STM32F072 STEVAL-USBC2DPのデータシート
STM32072B-EVAL STM32F072VB STM32072B-EVALのデータシート
STM32091C-EVAL(生産終了) STM32F091VC STM32091C-EVALのデータシート

STM32F0に対応したDiscoveryボード

STM32F0が評価できるDiscoveryボードは、以下の3種類です。

ボード 搭載CPU データシート
32F0308DISCOVERY STM32F030R8 32F0308DISCOVERYのデータシート
32F072BDISCOVERY STM32F072RB 32F072BDISCOVERYのデータシート
STM32F0DISCOVERY STM32F051R8 STM32F0DISCOVERYのデータシート

STM32F0 Nucleoボード

STM32F0が評価できるNucleoボードは、下記の6種類です。

ボード 搭載CPU データシート
NUCLEO-F030R8 STM32F030R8 NUCLEO-F030R8のデータシート
NUCLEO-F031K6 STM32F031K6 NUCLEO-F031K6のデータシート
NUCLEO-F042K6 STM32F042K6 NUCLEO-F042K6のデータシート
NUCLEO-F070RB STM32F070RB NUCLEO-F070RBのデータシート
NUCLEO-F072RB STM32F072RB NUCLEO-F072RBのデータシート
NUCLEO-F091RC STM32F091RC NUCLEO-F091RCのデータシート

STM32F0の対応OS

STM32F0に対応しているOSは以下の通りです。

  • embOS
  • embOS-MPU
  • embOS-safe
  • ThreadX
  • MicroEJ
  • TOPPERS-Pro/ASP3
  • FreeRTOS
  • μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Compact(弊社製品)

弊社製品「μC3(マイクロ・シー・キューブ)」のご紹介

マイコン向け超軽量カーネルを採用したRTOS「μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Compact」

μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Compactは、マイコン内蔵の小さなメモリだけで動作するように最適化された、コンパクトなμITRON4.0仕様のRTOSです。

μC3/Compactは、ソースコードに直接コンフィグレーションを行うのではなく、付属のコンフィグレータによりGUIベースでRTOS、TCP/IP、デバイスのコンフィグレーションからベースコードの自動生成まで行います。

STM32F0とμC3/Compactの導入事例

  • 総合電子部品メーカー製 充電装置
  • 電機メーカー製 Bluetooth 通信モジュール