【ST】STM32L4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

STM32ファミリはSTマイクロエレクトロニクス（以下ST社）の汎用マイクロコントローラです。

その中でもSTM32L4シリーズは、仕様に応じて消費電力を最適化できるマイコンです。Cortex-M4を搭載し、超低消費電力と高性能を兼ね備えています。

STM32L4の製品ライン

製品ライン 特徴
STM32L4x1 STM32L4シリーズのアクセス・ライン
STM32L4x2 STM32L4シリーズで水晶発振子レスUSB搭載ライン
STM32L4x3 STM32L4シリーズで水晶発振子レスUSB & LCDドライバ搭載ライン
STM32L4x5 STM32L4シリーズでUSB OTG搭載ライン
STM32L4x6 STM32L4シリーズでUSB OTG & LCDドライバ搭載ライン

出典：STM32L4シリーズ

STM32L4の仕様

出典：STM32L4シリーズ

STM32L4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3224 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。

STM32L4シリーズは、消費電力を抑えた「超低消費電力マイコン」に属します。

STM32L4とは

STM32L4シリーズは、ARM® Cortex®-M4をベースとし、仕様に応じて柔軟に消費電力を最適化するFlexPowerControlを特徴とする超低消費電力プラットフォームに基づいています。
最大1MBのFlash（デュアルバンク）メモリと最大320KBのSRAMを搭載し、DSP命令と浮動小数点演算器（FPU）およびST独自のFlashアクセラレータであるARTアクセラレータTMにより最大80MHzで動作するCortex-M4（FPU付き）の高い電力効率を引き出します。
また、STM32L4シリーズは、消費電力と処理要求のバランスをとるための動的電圧スケーリング、充実したアナログ機能、ストップモードで利用可能な低電力周辺機器（LP UART、LPタイマ）、安全性やセキュリティ機能などが搭載されています。

出典：STM32L4シリーズ

フラッシュメモリ(フラッシュROM)とは

フラッシュメモリとは、記憶装置の1つであり、電源を切っても記憶内容が維持される、不揮発性の半導体メモリ・ROM。本来、ROMは、データの消去や書き込みができないが、フラッシュメモリは、例外的にデータの消去や書き込みができるROM。

フラッシュメモリ(フラッシュROM)とは？定義・意味・特徴をわかりやすく解説

SRAM(読み方：エスラム)とは

SRAMとは、半導体メモリの一種。データの読み出し・書き込みが行えるRAMの一つ。RAMと同様、電源を切るとデータが失われる性質（揮発性）を持つ。

マイコンやスマホのROM(ロム)とRAM(ラム)の違いは何ですか？

DSP(読み方：ディーエスピー)とは

DSP(デジタルシグナルプロセッサ・Digital Signal Processor)とは、積和演算の拘束な処理に特化したプロセッサのこと。主にオーディオや画像の信号処理や、モータの制御、計測、遠隔通信などの処理において使用される。

半導体のDSP(デジタルシグナルプロセッサ)とは？

UART(ユーアート)とは

UART(読み方：ユーアート)は、シリアルインターフェースの一つ。「非同期式受信機/送信機」を意味する「Universal Asynchronous Receiver/Transmitter」の略。UARTは、非同期式(調歩同期式)シリアル通信とパラレル通信の変換を行う。

シリアル通信・シリアルインターフェースとは？種類・仕組み・定義をわかりやすく解説

上記の通り、STM32L4は消費電力に対する高い柔軟性を持っています。これによりSTM32L4は、設計時に課題となる性能と消費電力の両立を可能にします。

STM32L4のリファレンスマニュアルは、下記をご覧ください。

STM32L4のリファレンスマニュアル

STM32L4シリーズの入手方法

STM32L4シリーズのマイコンは、ST社の販売代理店や下記のオンラインショップなどで購入できます。

STM32L4の開発環境

STM32L4に対応した代表的な開発環境は、以下のとおりです。

  • IAR Embedded Workbench for ARM
  • Arm Keil MDK
  • STM32CubeIDE
  • SW4STM32
  • Embedded Studio
  • FreeRTOS

STM32L4評価ボード

STM32L4評価ボードは、下記の3種類あります。

  • EVALボード
  • Discoveryボード
  • Nucleo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ボードの特徴
  • 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
  • STM32L4のほぼ全ての機能が評価可能
Discoveryボードの特徴
  • 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
  • STM32L4単体評価に最適
Nucleoボードの特徴
  • Discovery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

以上のように、デバイスのフル機能を評価したい場合はEVAL、STM32L4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を選択します。

ポイント
  • デバイスのフル機能を評価したい場合はEVAL
  • STM32L4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

STM32L4に対応したEVALボード

STM32L4が評価できるEVALボードは、下記の1種類です。

搭載マイコン データシート
STM32L476G-EVAL STM32L476ZG STM32L476G-EVALのデータシート

STM32L4に対応したDiscoveryボード

STM32L4が評価できるDiscoveryボードは、下記の4種類です。

搭載マイコン データシート
32L476GDISCOVERY STM32L476VG 32L476GDISCOVERYのデータシート
32L496GDISCOVERY STM32L496AG 32L496GDISCOVERYのデータシート
P-L496G-CELL01 STM32L496AG P-L496G-CELL01のデータシート
P-L496G-CELL02 STM32L496AG P-L496G-CELL02のデータシート

STM32L4 Nucleoボード

STM32L4が評価できるNucleoボードは、下記の8種類です。

搭載マイコン データシート
NUCLEO-L412KB STM32L476VG NUCLEO-L412KBのデータシート
NUCLEO-L432KC STM32L496AG NUCLEO-L432KCのデータシート
NUCLEO-L433RC-P STM32L496AG NUCLEO-L433RC-Pのデータシート
NUCLEO-L452RE STM32L496AG NUCLEO-L452REのデータシート
NUCLEO-L452RE-P STM32L452RE NUCLEO-L452RE-Pのデータシート
NUCLEO-L476RG STM32L476RG NUCLEO-L476RGのデータシート
NUCLEO-L496ZG STM32L496ZG NUCLEO-L496ZGのデータシート
NUCLEO-L496ZG-P STM32L496ZGTP NUCLEO-L496ZG-Pのデータシート

STM32L4の対応OS

STM32L4に対応しているOSは以下の通りです。

  • ThreadX
  • embOS
  • embOS-MPU
  • embOS-safe
  • UCT μT-Kernel
  • 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。

STM32L4と弊社製品μC3/Compactの導入事例

  • 計測機器メーカー製　出力装置
  • 光学機器・電子機器メーカー製　デジタルカメラ
  • 電機メーカー製　ネットリモコン

など