Пакет праграмнага забеспячэння пашырэння X-CUBE-IOTA1 для STM32Cube Кіраўніцтва карыстальніка

The X-CUBE-IOTA1 Пакет праграм для пашырэння STM32Cube працуе на STM32 і ўключае прамежкавае праграмнае забеспячэнне для ўключэння функцый IOTA Distributed Ledger Technology (DLT).
IOTA DLT - гэта ўзровень разлікаў транзакцый і перадачы даных для Інтэрнэту рэчаў (IoT). IOTA дазваляе людзям і машынам перадаваць грошы і/або дадзеныя без якіх-небудзь транзакцыйных збораў у недаверанай, пазбаўленай дазволаў і дэцэнтралізаванай асяроддзі. Гэтая тэхналогія нават робіць магчымымі мікра-плацяжы без патрэбы любога даверанага пасярэдніка. Пашырэнне пабудавана на аснове праграмнай тэхналогіі STM32Cube, каб палегчыць пераноснасць розных мікракантролераў STM32. Бягучая версія праграмнага забеспячэння працуе на B-L4S5I-IOT01A Камплект Discovery для вузла IoT і падключаецца да Інтэрнэту праз далучаны інтэрфейс Wi-Fi.

СПАСЫЛКІ па тэме

Наведайце экасістэму STM32Cube web старонка на www.st.com для атрымання дадатковай інфармацыі
https://www.iota.org/get-started/what-is-iota
https://docs.iota.org/docs/getting-started/1.1/introduction/overview
https://iota-beginners-guide.com
https://chrysalis.docs.iota.org
https://iota-beginners-guide.com/future-of-iota/iota-1-5-chrysalis
https://www.boazbarak.org/cs127/Projects/iota.pdf

Абрэвіятуры і абрэвіятуры

Табліца 1. Спіс абрэвіятур

абрэвіятура	Апісанне
DLT	Тэхналогія размеркаванай кнігі
IDE	Інтэграванае асяроддзе распрацоўкі
IoT	Інтэрнэт рэчаў
PoW	Доказ працы

Пашырэнне праграмнага забеспячэння X-CUBE-IOTA1 для STM32Cube

Скончанаview

The X-CUBE-IOTA1 Пашыраецца праграмны пакет STM32Cube функцыянальнасць з наступнымі ключавымі функцыямі:

Поўная прашыўка для стварэння прыкладанняў IOTA DLT для поплаткаў на базе STM32

Бібліятэкі прамежкавага праграмнага забеспячэння з:
- FreeRTOS
- Кіраванне Wi-Fi
- шыфраванне, хэшаванне, аўтэнтыфікацыя паведамленняў і лічбавы подпіс (Cryptolib)
- бяспека транспартнага ўзроўню (MbedTLS)
– Кліентскі API IOTA для ўзаемадзеяння з Tangle
Поўны драйвер для стварэння прыкладанняў для доступу да датчыкаў руху і навакольнага асяроддзя

Examples, каб дапамагчы зразумець, як распрацаваць кліенцкае прыкладанне IOTA DLT
Лёгкая пераноснасць паміж рознымі сем'ямі MCU, дзякуючы STM32Cube

Бясплатныя, зручныя ўмовы ліцэнзіі

Пашырэнне праграмнага забеспячэння забяспечвае прамежкавае праграмнае забеспячэнне для ўключэння IOTA DLT на мікракантролер STM32. IOTA DLT - гэта ўзровень разлікаў транзакцый і перадачы даных для Інтэрнэту рэчаў (IoT). IOTA дазваляе людзям і машынам перадаваць грошы і/або даныя без якіх-небудзь транзакцыйных збораў у недаверанай, пазбаўленай дазволаў і дэцэнтралізаванай асяроддзі. Гэтая тэхналогія нават робіць магчымымі мікра-плацяжы без патрэбы любога даверанага пасярэдніка.

IOTA 1.0

Тэхналогіі размеркаванай кнігі (DLT) пабудаваны на сетцы вузлоў, якая падтрымлівае размеркаваную кнігу, якая ўяўляе сабой крыптаграфічна забяспечаную размеркаваную базу дадзеных для запісу транзакцый. Вузлы выдаюць транзакцыі праз кансенсус-пратакол.
IOTA - гэта тэхналогія размеркаванай кнігі, спецыяльна распрацаваная для IoT.
Размеркаваны рэгістр IOTA называецца клубкам і ствараецца з дапамогай транзакцый, выдадзеных вузламі ў сетцы IOTA.
Каб апублікаваць транзакцыю ў клубку, вузел павінен:

праверыць дзве неўхваленыя транзакцыі, якія называюцца парадамі

стварыць і падпісаць новую транзакцыю
выканаць дастатковую праверку працы

трансляваць новую транзакцыю ў сетку IOTA

Транзакцыя прымацоўваецца да клубка разам з двума спасылкамі, якія паказваюць на правераныя транзакцыі.
Гэтую структуру можна змадэляваць як накіраваны ацыклічны граф, дзе вяршыні прадстаўляюць асобныя транзакцыі, а рэбры ўяўляюць сабой спасылкі паміж парамі транзакцый.
Транзакцыя генезіс знаходзіцца ў корані клубка і ўключае ў сябе ўсе даступныя токены IOTA, якія называюцца ётамі.
IOTA 1.0 выкарыстоўвае даволі нетрадыцыйны падыход да рэалізацыі, заснаваны на трынарным прадстаўленні: кожны элемент у IOTA апісваецца з выкарыстаннем trits = -1, 0, 1 замест бітаў і trytes з 3 trits замест байтаў. Трыт прадстаўлены ў выглядзе цэлага ліку ад -13 да 13, закадаванага з дапамогай літар (AZ) і лічбы 9.
IOTA 1.5 (Chrysalis) замяняе макет трынарнай транзакцыі бінарнай структурай.
Сетка IOTA ўключае вузлы і кліенты. Вузел падключаецца да аднагодкаў у сетцы і захоўвае копію клубка. Кліент - гэта прылада з сем'ем, якое выкарыстоўваецца для стварэння адрасоў і подпісаў.
Кліент стварае і падпісвае транзакцыі і адпраўляе іх на вузел, каб сетка магла праверыць і захаваць іх. Транзакцыі зняцця павінны ўтрымліваць сапраўдны подпіс. Калі транзакцыя лічыцца сапраўднай, вузел дадае яе ў сваю кнігу, абнаўляе сальда пацярпелых адрасоў і перадае трансакцыю сваім суседзям.

IOTA 1.5 - Chrysalis

Мэтай IOTA Foundation з'яўляецца аптымізацыя асноўнай сеткі IOTA перад Coordicide і прапанаваць гатовае для прадпрыемства рашэнне для экасістэмы IOTA. Гэта дасягаецца з дапамогай прамежкавага абнаўлення пад назвай Chrysalis. Асноўныя абнаўлення, прадстаўленыя Chrysalis:

Шматразовыя адрасы: прыняцце схемы подпісу Ed25519, якая замяняе схему аднаразовай подпісы Winternitz (W-OTS), дазваляе карыстальнікам бяспечна адпраўляць токены з аднаго і таго ж адраса некалькі разоў;

Больш ніякіх пакетаў: IOTA 1.0 выкарыстоўвае канцэпцыю пакетаў для стварэння перадачы. Пакеты ўяўляюць сабой набор транзакцый, звязаных паміж сабой іх каранёвай спасылкай (хоба). З абнаўленнем IOTA 1.5 старая канструкцыя пакета выдаляецца і замяняецца больш простымі транзакцыямі Atomic. Вяршыня Tangle прадстаўлена Паведамленнем, якое ўяўляе сабой свайго роду кантэйнер, які можа мець адвольную карысную нагрузку (напрыклад, карысную нагрузку токена або карысную нагрузку індэксацыі);
Мадэль UTXO: першапачаткова IOTA 1.0 выкарыстоўвала мадэль на аснове ўліковага запісу для адсочвання асобных токенаў IOTA: кожны адрас IOTA ўтрымліваў колькасць токенаў, а сукупная колькасць токенаў з усіх адрасоў IOTA была роўная агульнай колькасці. Замест гэтага ў IOTA 1.5 выкарыстоўваецца мадэль вываду невытраченных транзакцый, або UTXO, заснаваная на ідэі адсочвання невытраченной колькасці токенаў з дапамогай структуры даных, якая называецца выхадам;

Да 8 бацькоў: з IOTA 1.0 вы заўсёды павінны былі спасылацца на 2 бацькоўскія транзакцыі. З Chrysalis ўводзіцца большая колькасць бацькоўскіх вузлоў (да 8). Для дасягнення найлепшых вынікаў рэкамендуецца адначасова прынамсі 2 унікальных бацькоў.

СПАСЫЛКІ па тэме
Для атрымання дадатковай інфармацыі аб Chrysalis, калі ласка, звярніцеся да гэтай старонкі дакументацыі

Доказ працы

Пратакол IOTA выкарыстоўвае Proof-of-Work як сродак для абмежавання хуткасці сеткі.
IOTA 1.0 выкарыстоўвала Curl-P-81 трынарная хэш-функцыя і патрабуецца хэш з адпаведнай колькасцю завяршальных нулявых трытаў для афармлення транзакцыі ў Tangle.
З Chrysalis можна выдаваць двайковыя паведамленні адвольнага памеру. У гэтым RFC апісваецца, як адаптаваць існуючы механізм PoW да новых патрабаванняў. Ён накіраваны на тое, каб быць як мага менш разбуральным для цяперашняга механізму ваеннапалонных.

Архітэктура

Гэта пашырэнне STM32Cube дазваляе распрацоўваць прыкладанні, якія атрымліваюць доступ і выкарыстоўваюць прамежкавае праграмнае забеспячэнне IOTA DLT.
Ён заснаваны на ўзроўні апаратнай абстракцыі STM32CubeHAL для мікракантролера STM32 і пашырае STM32Cube спецыяльным пакетам падтрымкі платы (BSP) для платы пашырэння мікрафона і кампанентаў прамежкавага праграмнага забеспячэння для апрацоўкі гуку і сувязі USB з ПК.
Узроўні праграмнага забеспячэння, якія выкарыстоўваюцца прыкладным праграмным забеспячэннем для доступу і выкарыстання платы пашырэння мікрафона:

Узровень STM32Cube HAL: забяспечвае агульны, шматэкземплярны набор API для ўзаемадзеяння з верхнімі ўзроўнямі (прыкладаннем, бібліятэкамі і стэкамі). Ён складаецца з агульных і пашыраных API, заснаваных на агульнай архітэктуры, якая дазваляе іншым слаям, такім як прамежкавы ўзровень, функцыянаваць без пэўных апаратных канфігурацый мікракантролернага блока (MCU). Такая структура паляпшае магчымасць паўторнага выкарыстання бібліятэчнага кода і гарантуе лёгкую пераноснасць прылады.
Узровень пакета падтрымкі платы (BSP): гэта набор API, які забяспечвае інтэрфейс праграмавання для пэўных перыферыйных прылад платы (святлодыёд, кнопка карыстальніка і г.д.). Гэты інтэрфейс таксама дапамагае ў ідэнтыфікацыі канкрэтнай версіі платы і забяспечвае падтрымку ініцыялізацыі неабходных перыферыйных прылад MCU і чытання дадзеных.

Малюнак 1. Архітэктура праграмнага забеспячэння X-CUBE-IOTA1

Структура тэчак

Малюнак 2. Структура тэчак X-CUBE-IOTA1

Наступныя тэчкі ўключаны ў пакет праграмнага забеспячэння:

Дакументацыя: змяшчае скампіляваны HTML file згенераваны з зыходнага кода і падрабязнай дакументацыі кампанентаў праграмнага забеспячэння і API
Драйверы: змяшчае драйверы HAL і спецыфічныя для платы драйверы для падтрымоўваных плат і апаратных платформаў, у тым ліку для бортовых кампанентаў і незалежнага ад пастаўшчыка апаратнага ўзроўню абстракцыі CMSIS для працэсараў серыі ARM® Cortex®-M
Прамежкавае праграмнае забеспячэнне: змяшчае бібліятэкі з FreeRTOS; кіраванне Wi-Fi; шыфраванне, хэшаванне, аўтэнтыфікацыя паведамленняў і лічбавае подпісанне (Cryptolib); бяспека транспартнага ўзроўню (MbedTLS); API кліента IOTA для ўзаемадзеяння з Tangle
Праекты: змяшчае эксamples, каб дапамагчы вам распрацаваць прыкладанне IOTA DLT Client для падтрымоўванай платформы STM32 (B-L4S5I-IOT01A), з трыма асяроддзем распрацоўкі, IAR Embedded Workbench для ARM (EWARM), RealView Набор для распрацоўкі мікракантролераў (MDK-ARM) і STM32CubeIDE

API

Падрабязная тэхнічная інфармацыя з поўнай функцыяй карыстальніцкага API і апісаннем параметраў знаходзіцца ў скампіляваным HTML file у тэчцы «Дакументацыя».

Апісанне прыкладання IOTA-Client

Праект files для прыкладання IOTA-Client можна знайсці ў: $BASE_DIR\Projects\B-L4S5IIOT01A\Applications\IOTA-Client.
Гатовыя да зборкі праекты даступныя для некалькіх IDE.
Карыстацкі інтэрфейс забяспечваецца праз паслядоўны порт і павінен быць настроены з наступнымі наладамі:

Малюнак 3. Тэрмін Tera – Налада тэрмінала

Малюнак 4. Тэрмін Tera – Настройка паслядоўнага порта

Каб запусціць прыкладанне, выканайце наступную працэдуру.
Крок 1. Адкрыйце паслядоўны тэрмінал, каб візуалізаваць часопіс паведамленняў.
Крок 2. Увядзіце канфігурацыю сеткі Wi-Fi (SSID, рэжым бяспекі і пароль).
Крок 3. Усталюйце каранёвыя сертыфікаты ЦС TLS.
Крок 4. Скапіруйце і ўстаўце змесціва Projects\B-L4S5I-IOT01A\Applications\IOTAClient\usertrust_thetangle.pem. Прылада выкарыстоўвае іх для аўтэнтыфікацыі аддаленых хастоў праз TLS.

Заўвага: Пасля канфігурацыі параметраў вы можаце змяніць іх, перазагрузіўшы плату і націснуўшы кнопку Карыстальнік (сіняя кнопка) на працягу 5 секунд. Гэтыя дадзеныя будуць захаваны ў флэш-памяці.

Малюнак 5. Налады параметраў Wi-Fi

Крок 5. Пачакайце, пакуль з'явіцца паведамленне «Націсніце любую клавішу, каб працягнуць». Затым экран абнаўляецца са спісам асноўных функцый:

Адправіць агульнае паведамленне аб індэксацыі

Адправіць паведамленне датчыка індэксацыі (уключаючы часamp, тэмпература і вільготнасць)
Атрымаць баланс
Адправіць транзакцыю

Іншыя функцыі

Малюнак 6. Галоўнае меню

Крок 6. Выберыце варыянт 3, каб праверыць адну з наступных функцый:

Атрымаць інфармацыю аб вузле	Атрымлівайце падказкі
Атрымаць выхад	Выхад з адраса
Атрымаць баланс	Памылка ў адказе
Атрымаць паведамленне	Адправіць паведамленне
Знайдзіце паведамленне	Тэставы кашалёк
Пабудоўшчык паведамленняў	Тэст крыпта

Малюнак 7. Іншыя функцыі

СПАСЫЛКІ па тэме
Для атрымання дадатковай інфармацыі аб функцыях IOTA 1.5 звярніцеся да дакументацыі IOTA C Client

Кіраўніцтва па наладзе сістэмы

Апісанне абсталявання

Вузел IoT камплекту Discovery STM32L4+

Набор B-L4S5I-IOT01A Discovery для вузла IoT дазваляе распрацоўваць прыкладанні для непасрэднага падлучэння да воблачных сервераў.
Камплект Discovery дазваляе выкарыстоўваць шырокі спектр прыкладанняў, выкарыстоўваючы сувязь з нізкім энергаспажываннем, шматбаковае зандзіраванне і функцыі серыі STM4L32+ на аснове ядра ARM®Cortex® -M4+.
Ён падтрымлівае падключэнне Arduino Uno R3 і PMOD, забяспечваючы неабмежаваныя магчымасці пашырэння з вялікім выбарам спецыяльных дадатковых плат.

Малюнак 8. Набор B-L4S5I-IOT01A Discovery

Налада абсталявання

Спатрэбяцца наступныя апаратныя кампаненты:

адзін камплект STM32L4+ Discovery для вузла IoT, абсталяванага інтэрфейсам Wi-Fi (код замовы: B-L4S5I-IOT01A)

кабель USB тыпу A да Mini-B USB тыпу B для падлучэння платы пошуку STM32 да ПК

Налада праграмнага забеспячэння

Наступныя праграмныя кампаненты неабходныя для налады асяроддзя распрацоўкі для стварэння прыкладанняў IOTA DLT для B-L4S5I-IOT01A:

X-CUBE-IOTA1: прашыўка і адпаведная дакументацыя даступна на st.com

ланцужок інструментаў распрацоўкі і кампілятар: праграмнае забеспячэнне пашырэння STM32Cube падтрымлівае наступныя асяроддзя:
– IAR Embedded Workbench для ланцуга інструментаў ARM® (EWARM) + ST-LINK/V2
– СапраўдныView Набор інструментаў для распрацоўкі мікракантролераў (MDK-ARM) + ST-LINK/V2
– STM32CubeIDE + ST-LINK/V2

Настройка сістэмы

Плата Discovery B-L4S5I-IOT01A дазваляе выкарыстоўваць функцыі IOTA DLT. Плата ўключае ў сябе адладчык/праграміст ST-LINK/V2-1. Вы можаце спампаваць адпаведную версію драйвера USB ST-LINK/V2-1 на старонцы STSW-LINK009.

Гісторыя версій

Табліца 2. Гісторыя рэдагавання дакумента

Дата	Рэвізія	Змены
13 чэрвеня 19	1	Першапачатковы выпуск
18 чэрвеня 19	2	Абноўлены раздзел 3.4.8.1 TX_IN і TX_OUT, раздзел 3.4.8.3 Адпраўка даных праз нулявое значэнне транзакцыі і Раздзел 3.4.8.4 Адпраўка грашовых сродкаў з дапамогай аперацый пераводу.
6-21 мая	3	Абноўленае ўвядзенне, раздзел 1. Абрэвіятуры і скарачэнні, раздзел 2.1.view, Раздзел 2.1.1 IOTA 1.0, Раздзел 2.1.3 Пацвярджэнне працы, Раздзел 2.2 Архітэктура, Раздзел 2.3 Структура тэчак, Раздзел 3.2 Налада абсталявання, Раздзел 3.3 Налада праграмнага забеспячэння і Раздзел 3.4 Налада сістэмы. Раздзел 2 выдалены і заменены спасылкай ва ўводзінах. Выдалены Раздзел 3.1.2 Транзакцыі і пакеты, Раздзел 3.1.3 Уліковы запіс і подпісы, Раздзел 3.1.5 Хэшаванне. Раздзел 3.4 Як пісаць прыкладанні і звязаныя з імі падраздзелы, Раздзел 3.5 Апісанне прыкладання IOTALightNode і звязаныя падраздзелы і Раздзел 4.1.1 STM32 Платформа Nucleo Дададзена Раздзел 2.1.2IOTA 1.5 – Chrysalis, Раздзел 2.5 Апісанне прыкладання IOTA-Client, Раздзел 2.4 API і Раздзел 3.1.1 STM32L4+ Вузел IoT Kit Discovery Kit.

ВАЖНАЕ ЗАЎВАГА - ПАЧАЦЬ, УВАЖНА

STMicroelectronics NV і яе даччыныя кампаніі ("ST") пакідаюць за сабой права ўносіць змены, выпраўленні, удасканаленні, мадыфікацыі і ўдасканаленні прадуктаў ST і / або гэтага дакумента ў любы час без папярэдняга паведамлення. Пакупнікі павінны атрымаць самую актуальную інфармацыю аб прадуктах ST перад размяшчэннем заказаў. Прадукцыя ST прадаецца ў адпаведнасці з умовамі продажу ST, якія дзейнічаюць на момант пацверджання замовы.

Пакупнікі нясуць адзіную адказнасць за выбар, выбар і выкарыстанне прадуктаў ST, і ST не нясе адказнасці за дапамогу ў заяўцы і дызайн прадуктаў пакупнікоў.
ST тут не прадастаўляе ніякіх ліцэнзій, відавочных або пэўных, на права інтэлектуальнай уласнасці.
Перапродаж прадуктаў ST з умовамі, адрознымі ад інфармацыі, выкладзенай у гэтым дакуменце, прыводзіць да анулявання любой гарантыі, прадастаўленай ST на такі прадукт.
ST і лагатып ST з'яўляюцца гандлёвымі маркамі ST. Для атрымання дадатковай інфармацыі аб гандлёвых марках ST, калі ласка, звярніцеся да www.st.com/trademarks. Усе іншыя назвы прадуктаў або паслуг з'яўляюцца ўласнасцю іх адпаведных уладальнікаў.
Інфармацыя ў гэтым дакуменце замяняе інфармацыю, якая была прадстаўлена ў папярэдніх версіях гэтага дакумента.
© 2021 STMicroelectronics – Усе правы абаронены

Дакументы / Рэсурсы

Пакет праграмнага забеспячэння для пашырэння ST X-CUBE-IOTA1 для STM32Cube [pdfКіраўніцтва карыстальніка
ST, X-CUBE-IOTA1, пашырэнне, праграмны пакет, для, STM32Cube

Спасылкі

Кіраўніцтва карыстальніка

Уводзіны