功耗测量神器STLINK-V3PWR

STLINK是一款红遍大江南北的STM32在线调试/编程器。开发人员可以快速轻松地通过它连接电路板和PC，进行在线调试，对STM32内存/选项字节进行编程，并执行固件安全更新，广受各类专业人员和工程师团队的欢迎。

STLINK主要包括以下软硬件工具：

STLINK独立调试器，用于调试/烧录和功耗测量，产品包括STLINKV2，STLINKV3SET，STLINK-V3MINIE，STLINK-V3PWR

STLINK板载模块：用于调试/烧录，包括NUCLEO板载STLINK，STLINK-V3MODS

STM32HSM硬件安全模块，用于身份验证和许可证生成，包括STM32HSM-V2

第三方工具，从调试/跟踪到量产烧录。

第一款独立的ST-LINK/ V2产品诞生于2011年。STLINK-V3诞生于2018年，是STM32 微控制器调试和烧录的神器之一。与STLINK-V2相比，STLINK-V3传输数据的速度更快，灵活性更高，一定程度上要归功于它的STDC-14连接器和对虚拟COM端口的支持。最近，ST发布了最新的STLINK-V3PWR，将于今年第二季度上市，它具有超大动态测量范围的功耗分析组件，在整个范围内的精度为2%，价格不到200美元。

▲ STLINK产品路线图

STLINK-V3最先推出的是STLINK-V3SET，紧接着发布了STLINK-V3MINIE和STLINK-V3MODS，后两款产品不支持叠加功能扩展适配器板，但为追求便携性的工程师提供了更小尺寸的设计。由于集成了丰富接口、可靠的连接器以及多种模块，所有STLINK设备都具有强大而丰富的功能，可满足开发人员的多方位需求。

为什么STLINK-V3如此让人着迷？这里有让你爱上STLINK-V3新版在线调试/编程器的五个理由。

理由之一：传承ST-LINK/V2的优良品质

尽管新版本 STLINK 越来越受青睐，STLINK-V3的前身——ST-LINK/ V2系列产品因其功能强大且易于操作，仍然非常受工程师欢迎。通过ST-LINK/V2，开发人员可以快速将开发板与电脑进行连接，将应用程序下载到MCU并进行调试。该解决方案在专业人士和大量工程师团队中非常受欢迎。因此ST将继续销售和支持ST-LINK/V2产品。

对 ST-LINK/V2 的持续支持也证明了ST对产品长生命周期的承诺。我们每年都至少推出一个新的调试器以满足新的应用需求。无论是帮助开发人员使用低功耗微控制器、使用更小巧的产品尺寸，还是采用 USB-C 等新端口，ST 一直在不断改进STLINK-V3。和 ST-LINK/V2 一样，这个接口也将拥有漫长的生命周期。

理由之二：在线调试/编程速度更快

数据传输能力是STLINK-V3的基础。ST-LINK / V2和STLINK-V3之间的一个重要差异是STLINK-V3对USB2.0高数据速率的支持。以前，开发人员受限于 12 Mbit/s USB 2.0 全速数据速率，给大容量应用程序的编程/烧录带来些困扰，影响了开发效率。现在，STLINK-V3模块可提供高达480Mbit / s的理论速率，这将给工程师们带来更快更好的应用体验。

此外，除了用户界面升级外，ST还对算法和流程进行了多次优化，使之不仅仅是速度的提升，而且进行了架构上的升级。因此，对于每天需要多次烧录大容量应用程序的开发人员而言，能大大提高他们的研发效率。

除了更快的速度，所有 STLINK-V3 板卡（子卡除外）都支持大容量存储，使烧录过程更加方便。以前，只有ST某些开发板上的ST-LINK / V2（例如ST所有的Nucleo开发板）支持此功能。使用STLINK-V3后，工程师能够连接在线调试/编程器，然后拖放二进制文件并立即烧录它们。这对于希望在自定义PCB上快速演示应用程序，而又不想通过IDE下载代码的开发人员来说特别有用。尤其是当团队在现场时，这也让更换演示程序变得更加方便。

理由之三：更灵活的工具

STLINK-V3SET，B-STLINK-VOLT，B-STLINK-ISOL和STLINK-V3MINIE都提供了ST 14引脚调试接口STDC-14，这是该模块具有灵活性的另一个原因。当用户打开外壳时，他们会发现熟悉的传统MIPI-10接口，它比较紧凑和非常通用，还可以发现内置了新的STDC-14接口。MIPI-10引脚版本不支持虚拟COM端口。因此，ST开发了MIPI-10连接器的扩展版，使用四个额外的引脚来提供更多功能。

到目前为止如果工程师没有将ST-LINK / V2集成到他们的开发板上，他们就必须使用额外的引线通过其他方式获得虚拟COM端口。得益于STDC-14接口，使用虚拟COM端口就方便多了。同样，这个在线调试/编程器也为实现全新的功能打开了大门。PC开发人员可以借助STM32CubeProgrammer中的DLL API通过新版ST-LINK驱动几个GPIO。这样，开发团队就可以添加LED来指示某个程序是否正常运行，控制其它外围设备，甚至通过这些I/O进行专有的扩展。

理由之四：多才多艺

STLINK-V3新架构比前一代产品具有更多灵活性，带有虚拟COM口的STDC-14接口，同时还支持JTAG和SWD接口。新的STLINK-V3SET还可以在调试器上添加扩展卡以增加更多功能，如 B-STLINK-ISOL 和 B-STLINK-VOLT（稍后会详细介绍）。

体现平台灵活性的另一个体现就是扩展接口板的适用性。该接口板允许开发人员通过SPI、I2C或UART接口烧录固件，这个扩展板充当了目标板和PC之间的桥梁。在命令行或图形界面模式下使用STM32CubeProgrammer软件工具时，开发人员可以在自己的环境中轻松使用这些扩展接口进行操作，而不用使调试端口一直打开而可能带来些安全隐患。同时，STM32CubeMonitor还提供了通过多种STlink调试器进行图形化调试的能力。因此，开发者可以通过定制化的表盘高效地分析他们应用中的操作进程。

另一个体现就是合作伙伴Percepio及其用于STLINK-V3SET的Tracealyzer。Tracealyzer是面向基于RTOS的软件系统开发人员的跟踪可视化工具，可提供30多种视图并实现实时可视化。Tracealyzer v4.2集成了对STLINK-V3SET的支持，可以在开发、调试、验证和优化过程中全面了解STM32上运行的软件。

理由之五：满足开发者需求的定制化方案   STLINK-V3SET

STLINK-V3SET 对具有广泛需求的开发人员更有吸引力。该模块与体积更大的、仍有价值的 MIPI-20 连接器兼容。它还具有一个高度可调节的外壳，可保护 STLINK-V3SET 顶部的堆叠板，以便用户可以整齐地放置他们的扩展卡。STLINK-V3SET 也兼容 SWIM（单线接口模块）接口的产品，确保对 STM8的编程和调试。因此，它是 ST 目前提供的最大调试器，将吸引在实验室工作的工程师或那些看重功能超过便携性的工程师。

B-STLINK-VOLT

B-STLINK-VOLT 是一个适配器板，支持 STLINK-V3SET与电压低于传统3.3 V的STM32 MCU一起工作。简而言之，它是一个降压转换电路，例如，可将电压降至1.65 V，确保开发人员可以将 STLINK-V3 用于调试小型电池供电的系统。用户可以通过相同的 STDC-14 连接器使用 JTAG、SWD、SWV 或 VCP 调试和烧录自己的MCU，同时仍可使用 SPI、UART、I2C、CAN 或 GPIO 进行通信。我们还更新了用户手册，包括各种跳线配置以及该板卡在 STLINK-V3SET 外壳中的安装。

在推出 B-STLINK-VOLT 之前，使用 1.8 V STM32 MCU 的团队只能使用 STLINK-V2。新的 STLINK关注性能并支持宽范围电压适配，不过，降低电压必然会降低各种接口的频率。因此，当 STLINK-V3 刚刚推出时，大多数工程师还在使用上一代调试器，因为他们没有看到数据传输的变化。由于新版本非常受欢迎，我们决定推出 B-STLINK-VOLT 和 B-STLINK-ISOL，从而使得更多的STM32应用也能使用新的STLINK。请注意，使用 STM8 不需要这样的适配器板，因为STLINK-V3SET 已经包含了必要的电压转换电路。

B-STLINK-ISOL

B-STLINK-ISOL 是STLINK-V3SET 的一个扩展模块，它能进行电流隔离并支持电压低于 3.3 V 的微控制器。当连接到 STLINK-V3SET 的 STDC14 连接器时，B-STLINK-ISOL 用作传统的调试器。当连接在 STLINK-V3SET 与适配器板 MB1440 之间时，B-STLINK-ISOL 让开发人员可以访问低功耗 MCU 上的所有信号和连接器。因此，它提供了与 B-STLINK-VOLT 类似的功能，并具有额外的电流隔离优势，可保护 PC 和电路板。因为当两个电路使用相同的接地时，接地回路可能会造成损坏或干扰。而电流隔离解决了这个问题。

STLINK-V3MODS

STLINK-V3MODS 是目前最小的 (15 mm x 30 mm) 板卡，也是唯一一个可以直接焊接到 PCB 上的板卡，大大增加了客户产品设计的吸引力。此外，该板通过Micro-USB 连接器供电，简化了与用户开发板的集成。该板甚至可以通过边缘的邮票孔连接给母板提供多大200MA@5V的供电。该系统仅支持 3.3 V STM32 MCU，并兼容 SWD、JTAG 和 VCP。该解决方案还支持各种桥接，例如 SPI、I2C、CAN 和 GPIO，方便与嵌入式系统通信。因此，如果工程师既想拥有 STLINK-V3 的速度和多功能性，又想要比 STLINK-V3SET 更小的尺寸，就可选用 STLINK-V3MODS。

STLINK-V3MINIE

STLINK-V3MINIE 是一款最新模块，也是第一个配备 USB-C 端口的产品。它比 STLINK-V3MODS 稍长，尺寸为 15 mm x 42 mm；它的突出优势是支持低功耗MCU。STLINK-V3MINIE是我们第一个与最新 STLINK 兼容并支持 1.65 V 的独立调试器。有了STLINK-V3MINIE，开发 1.8 V 应用的工程师就不必非得采用 STLINK-V3SET 及一个扩展卡的形式了。它的小尺寸特点适合需要在现场不断刷新固件的开发人员。由于具有 STDC14 连接器，STLINK-V3MINIE支持 SWD、SWV 和 VCP， 但因为尺寸小，不能为嵌入式系统供电。

STLINK-V3PWR

STLINK-V3PWR是ST最新推出的一个能够测量功耗的调试器，可以高精度测量任何STM32微控制器的动态电流消耗，能够对无限制时间窗口的功耗变化实现可视化并进行分析，调试和优化STM32代码，并与电流消耗测量同步。

除了传统的编程和调试功能外，新的STLINK-V3PWR还能测量STM32的功耗，绘制功耗图，实现电流消耗的可视化，以帮助开发人员优化代码。虽然STLINK-V3PWR不是第一个用于测量功耗的ST工具，但它是适用范围最广的。这也是ST首次通过一种解决方案，在最广泛的监测范围内对所有STM32 MCU进行电流测量。

STLINK-V3PWR可以测量100nA至50mA、300nA至150mA、600nA至300mA和500mA峰值模式的电流。它可以在160nW到1.65W范围内以2%的精度执行功耗测量，确保开发人员可以从超低功率到性能最高范围内选用任一款微控制器。我们还提供了一份手册，告知如何进一步简化测量过程。简而言之，用户只需将STLINK-V3PWR的电源和接地连接到开发板上的正确引脚，并使用USB-C接口将数据发送到PC即可实现功耗的实时测量。

可视化

工程师使用测量组件来捕捉数据并进行可视化。由于STLINK-V3PWR属于ST生态系统，因此最简单的方法是使用STM32CubeMonitor-Power。该工具在图形界面显示测量结果，以实时显示功耗的变化。该软件还可以放大特定的测量区域，记录长时间的数据，或运行基准测试，如ULPMark Bench。Keil和IAR都支持STLINK-V3PWR。ST与各软件供应商合作，支持他们的API，确保新的STLINK调试器适用于大多数应用场景。因此，开发人员可以更深入地分析他们的代码执行，与功耗测量同步，以优化系统的功耗配置文件。

STLINK-V3PWR使用STM32CubeMonitor-Power工具对电源数据进行可视化：

显示：实时图形渲染（最高可达100 ksP），长时间采集日志

分析：直观缩放和能耗数据导航

基准：快速计算EEMBC ULPMark CP分数

编程和调试

STLINK-V3PWR仍然是一个与传统STLINK-V3SET一样通用的调试/编程器，它支持JTAG、SWD、VCOM，并提供UART、I2C、SPI或USB等桥接功能。因此，对于更注重功耗的团队可以把STLINK-V3PWR作为他们的专用探头。此外，它可以为目标STM32板提供高达2 A的电流，并通过USB-C电缆提供过电流保护，这对现场需要为系统供电时的工程师非常有用。

在此，我们将STLinkV3与STLinkV2产品进行一个性能对比，方便大家进行选择。

▲ STLINK 各款产品比较 

审核编辑：刘清