왜 STM32가 유리한가?

ESC(electronic speed controller)를 설계할 때 왜 STM32가 유리한가요?

• High side와 low side에 PWM이 automatic dead-time이 추가를 허용하는 일차적인 FET 제어기로서 TIM1을 사용할 수 있고 다른 이득 등을 제공합니다.

• 저 비용의 개발 툴

In-Circuit Debugger/Programmer

• 컴파일러로써 ARM GCC

• SWD 프로그래밍/디버깅

• I2C, CAN 지원

• PWM 제어

• 클럭 정밀도

정밀한 클럭은 일부 외장 오실레이터(oscillator) 타입을 요구합니다. STM32 내부 오실레이터의 정밀도는 1% 이내입니다. 이는 closed loop 실제 속도, PWM 주파수 정밀도 그리고 timing에 연관된 어떤 보고된 값들에 영향을 줍니다. 또한 이는 UART 최대 통신 속도에 어떤 밀접한 관계를 갖을 것입니다.

일차적인 클럭 속도는 72MHz의 외장 부품을 사용할 수 있지만 내부 오실레이터를 사용할 때 64MHz로 제한됩니다. 이는 64MHz에서 보드상에 프로세싱 파워가 충분하기 때문에 문제가 되질 않습니다.

• UART

오픈 소스 커뮤너티에서 요구하는 것처럼 USART에 완전한 FTDI 접근을 합니다. 이를 사용하여 CLI(시리얼 터미널과 같은 Command Line Interface)가 구현될 수 있습니다.

• 모든 FET 상에 게이트 저항

이는 FET turn-on 특성에 정밀한 제어를 할 수 있습니다. FET를 천천히 켜는 것(높은 게이트 저항)은 FET 상에 손실을 증가시킵니다. 그러나 전압 버스에 고주파 잡음을 엄청나게 줄일 수 있습니다. FET를 빠르게 켜는 것(낮은 게이트 저항)은 FET의 손실을 감소시키지만 전압 버스 상에 엄청난 잡음을 증가시킬 것입니다. 이것은 마이크로컨트롤러의 reset, 버스 커패시터 사이즈 그리고 다른 잡음 관련된 설계 결정 이슈에 큰 영향을 줍니다. Dead-time에 관련하여 너무 짧다면, 느린 FET는 실제로 위험할 수 있습니다.

• 최근에 AVR 시리즈와 같이 STM32 시리즈도 Arduino 환경을 지원합니다.

• 특히 Cortex M4 경우에 100% C 언어 프로그램이 가능합니다. 고성능의 high end 급의 소형 마이크로컨트롤러로 RISC, Pipeline 등의 구성으로 사실상 assembly 코딩이 불가능하지만, 다른 마이크로컨트롤로 달리 C 언어를 완벽하게 지원하여 assembly의 이해가 필요 없다는 것입니다. 기존의 마이크로컨트롤러는 C 언어를 지원하여도 최상의 성능을 위해서는 assembly 코딩이 불가피하지만 Cortex M4는 의미가 없으며 C 언어에서 지원하지 않은 명령어에 대해서는 intrinsic 함수로 assembly 코드로 1:1 변환하며, 디버깅 시에 C 언어 소스 코드가 의도한 assembly 코드로 올바르게 컴파일 되었는지 확인할 수 있는 정도의 assembly 언어 지식이 요구됩니다.