Pyboard-D SF6W - STM32F767 , WiFi et Bluetooth

Boostez vos projets MicroPython avec le Pyboard D - STM32F767 avec WiFi et Bluetooth inclus

La Pyboard D est la nouvelle série de cartes MicroPython offrant beaucoup de puissance sur une carte microcontrôleur compacte et économe en énergie. Cette carte fonctionne sous MicroPython et permet d'écrire des scripts Python qui sont exécutée sur le microcontrôleur.
Le modèle SF6W dispose d'un CPU cadencé à 216MHz, 512k RAM, et une unité en calcul flottant double précision et support WiFi/Bluetooth.

Le concept derrière la série Pyboard D est d'offrir une carte au facteur de forme miniaturisé supportant à la fois une connectique type DIP et connecteur  WBUS à l'arrière.
DIP est très utile avec les cartes de prototypage et composant (inclus dans un projet final). Le connecteur WBUS (sur la face inférieure) propose un bus 40+40-broches offrant un accès à toutes les broches GPIOs et broches d'alimentation sur un connecteur très compact. WBUS est idéal pour les projets à forte intégration, prototypages avancés (avec le WBUS-DIP68) et protection de la propriété intellectuelle (voir plus loin).

Comme précisé, WBUS peut être utilisé pour faire un breakout des GPIOs sur une carte de prototypage, tout comme il permet d'inclure la carte carte dans un système plus grand. La carte breakout WBUS-DIP68 ou WBUS-DIP28 sera d'une grande aide durant la phase de prototypage.

La pyboard offre également un connectivité USB native permettant ainsi d'accéder aux scripts Python disponibles sur la carte ainsi qu'au logiciel en cours de fonctionnement sur le microcontrôleur. En connectant la Pyboard D sur un PC, la carte se présente elle même comme étant un périphérique de stockage (un lecteur Flash) où les scripts Python et fichiers de données sont accessibles avec un simple navigateur de fichier. En parallèle, la carte ouvre également une connexion USB-Série offrant une ligne de commande Python (le fameux REPL) permettant d'interagir avec la carte. C'est un procédé totalement innovant permettant d'inspecter un programme en cours de fonctionnement ou de testé des périphériques sur le Pyboard.

La Pyboard D fonctionne sous MicroPython, une version du langage de programmation Python (3.4) complètement ré-écrit pour fonctionner sur des machines disposant de très peu de ressources, cas typique des MicroControleurs. MicroPython incorpore de nombreuses optimisations lui permettant de fonctionner efficacement, même avec très peu de RAM.

MicroPython fonctionne en bare-metal sur les microcontrôleurs, offrant ainsi un système d'exploitation Python (incluant un système de fichier) pour l'exécution de vos projets. Les modules pyb et machine inclus dans le firmware contiennent des fonction et classes permettant de contrôler kes périphériques disponibles sur la carte comme les UART, I2C, SPI, ADC et DAC. N'hésitez pas à consulter la vidéo présentant les fonctionnailités de MicroPython sur une Pyboard originale.

La carte Pyboard D requière un câble micro USB.
Il fonctionne avec Windows, Mac et Linux.

Détails techniques

• Microcontrôleur: STM32F767VIT
• CPU: Cortex M7 @ 216 MHz avec calcul à virgule flottante en double-précision
• ROM: 2048 Kio Flash interne ROM
• RAM: 512 Kio interne
• Flash QSPI 2 Mio externe (avec capacité d'exécution, étend la Flash interne)
• Flash QSPI  2 Mio externe additionnelle (pour stockage et système de fichier utilisateur)
• WiFi & Bluetooth 4.1 (classic et BLE)
  Module haute performance Murata 1DX avec CYW4343
• Pile TCP/IP et Bluetooth fonctionnant sur le microcontrôleur principal, complètement personnalisable
• Antenne sur la carte (WiFi et Bluetooth)
• µFL connecteur (pour antenne externe, sélectionnable via Switch RF)
• Connecteur Micro USB: alimentation et communication série
• Carte micro SD: supporte les cartes standards et hautes capacités.
• Horloge temps réel: RTC haute précision avec pré-calibration de l'ocsillateur externe
• GPIOs:
  
  • 24 connexions physique (traversantes),
  • et 40+40 broches sur connecteur WBUS.
• 46 GPIOs indépendants (24 disponibles en connexion traversantes)
• 11 GPIOs supplémentaires partagés avec la carte SD, USB, bouton utilisateur USR, audio BT
• Bus:
  
  • 2x I2Cs,
  • 4x UARTs,
  • 3x SPIs,
  • 1x interface CAN
• 3x ADC ( convertisseur analogique-digital, 12 bits, disponibles sur 16 broches indépendantes )
• 2x DAC ( convertisseur digital-analogique, 12 bits,disponible sur 2 broches independantes pins )
• 1x LED RGB
• Boutons: 1x Reset, 1x bouton utilisateur
• Deux régulateurs de tension LSO 3.3V
  
  • Un premier régulateur pour l'alimentation principale du microcontrôleur
  • Un second régulateur, désactivable, pour alimenter la carte SD et des composants externes.
• Bootloader DFU personnalisé pour faciliter la mise-à-jour du firmware
• 2 points de montagemounting points
• Schéma (pybd.io, pdf)
• Brochage (pybd.io)

Comment interagir avec la Pyboard-D

• REPL: lorsqu'il est connecté via USB sur un ordinateur, la carte apparaît comme un port de communication série (CDC VCP). Ce port COM peut être utilisé à l'aide de nombreux programmes de communication (terminal logiciel) pour accéder à la ligne de commande REPL (ligne de commande Python disponible sur le microcontrôleur). REPL permet de saisir des commandes pythons exécutés immédiatement (comme Python sur votre PC sauf que c'est sur le microcontrôleur).
  Il est également possible de rediriger l'invite de commande REPL sur n'importe quel UART de la carte Pyboard.
• Depuis un fichier: la pyboard et MicroPython dispose d'un système de fichier (qui est stocké dans la mémoire Flash externe). La Pyboard-D dispose également d'un connecteur pour carte micro SD qui permet d'étendre l'espace de stockage. Lorsque la Pyboard est connectée sur un PC, elle apparaît également comme un disque Flash exposant les fichiers disponibles dans la mémoire Flash ou le système de fichier de la carte SD. Lorqu'un script Python est copié sur le système de fichier et nommé  main.py alors la carte l'exécutera automatiquement au démarrage de la carte. De cette façon, il est possible d'exécuter un script sans être connecté sur l'ordinateur. Note: les scripts Python peuvent être pré-compilé en bytecode (fichier .mpy) pour un chargement plus rapide au runtime.
• Script distant : Il est possible de passer le mode "REPL" en "raw REPL" (REPL brut) en envoyant un CTRL-A sur l'invite de commande. Ensuite, dans le mode "raw REPL", il est possible d'envoyer un script Python (ex: copié/collé) sur la carte pour qu'il y soit exécuté immédiatement. Le script pyboard.py peut être utilisé pour simplifier l'utilisation du mode "raw REPL": exécutez simplement python pyboard.py script_to_run.py et il exécutera script_to_run.py sur la pyboard et retournera tous le contenu produit par le script.
• Le "frozen code": Une fois l'application MicroPython développée, elle peut être pré-compilé et gelée (de l'anglais "frozen") dans le firmware MicroPython. Ce qui représente une surcharge minimale pour la RAM et un temps de démarrage écourté. Il s'agit d'une fonctionnalité avancée qui nécessitera de recompiler le code C du firmware MicroPython.

Protéger la propriété intellectuelle

En utilisant une Pyboard D, vous protégez également la propriété intellectuelle de votre projet.
En effet, la Pyboard D est produite en Europe et seule la carte de votre carte d'interface (sans la Pyboard-D) doit être produite chez un fabricant de votre choix (généralement situé en Asie). Par conséquent: pas de code, pas de binaires, pas d'informations sensibles concernant votre projet, pas de brochage microcontrôleur et détails d'interfaçage n'est partagé avec le fabriquant de votre carte d'interface. Donc... pas de fuite de propriété intellectuel.

Lorsque vous recevez les cartes d'interface de votre fabriquant, il ne reste plus qu'a brancher la Pyboard D sur votre carte, serrer la vis et flasher le Firmware (vous pouvez même utiliser la technique "Frozen Code" pour repousser plus loin la protection. Voila!