UM2606
Пайдаланушы нұсқаулығы

IOTA таратылған кітаппен жұмысты бастау
STM32Cube үшін технологиялық бағдарламалық құралды кеңейту

Кіріспе

The X-CUBE-IOTA1 үшін кеңейту бағдарламалық пакеті STM32Cube STM32 жүйесінде жұмыс істейді және IOTA Distributed Ledger Technology (DLT) функцияларын қосу үшін аралық бағдарламалық құралды қамтиды.
IOTA DLT – заттар интернеті (IoT) үшін транзакцияларды есептеу және деректерді беру деңгейі. IOTA адамдарға және машиналарға сенімсіз, рұқсатсыз және орталықтандырылмаған ортада транзакциялық комиссиясыз ақша және/немесе деректерді тасымалдауға мүмкіндік береді. Бұл технология тіпті кез келген түрдегі сенімді делдалдың қажетінсіз микро төлемдерді жасауға мүмкіндік береді. Кеңейту әртүрлі STM32 микроконтроллерлерінде тасымалдануды жеңілдету үшін STM32Cube бағдарламалық жасақтама технологиясына негізделген. Бағдарламаның ағымдағы нұсқасы мына жерде жұмыс істейді B-L4S5I-IOT01A IoT түйініне арналған табу жинағы және бекітілген Wi-Fi интерфейсі арқылы Интернетке қосылады.

ҚАТЫСТЫ СІЛТЕМЕЛЕР

STM32Cube экожүйесіне кіріңіз web Қосымша ақпарат алу үшін www.st.com бетінде
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

Қысқартулар мен аббревиатуралар

Кесте 1. Акронимдердің тізімі

Акроним	Сипаттама
DLT	Бөлінген кітап технологиясы
IDE	Интеграцияланған даму ортасы
IoT	Заттардың интернеті
PoW	Жұмыстың дәлелі

STM1Cube үшін X-CUBE-IOTA32 бағдарламалық құралын кеңейту

Біттіview

The X-CUBE-IOTA1 бағдарламалық пакет кеңейеді STM32Cube келесі негізгі мүмкіндіктері бар функционалдылық:

• STM32 негізіндегі тақталар үшін IOTA DLT қолданбаларын құру үшін толық микробағдарлама
• Орташа бағдарламалық құрал кітапханалары мыналарды қамтиды:
  – FreeRTOS
  – Wi-Fi басқару
  – шифрлау, хэштеу, хабарламаның аутентификациясы және цифрлық қолтаңба (Cryptolib)
  – көлік деңгейіндегі қауіпсіздік (MbedTLS)
  – Tangle-мен әрекеттесу үшін IOTA Client API
• Қозғалыс және қоршаған орта сенсорларына қол жеткізетін қолданбаларды құру үшін толық драйвер
• ExampIOTA DLT Client қолданбасын қалай әзірлеу керектігін түсінуге көмектеседі
• STM32Cube арқасында әртүрлі MCU отбасыларында оңай тасымалдануы
• Тегін, пайдаланушыға ыңғайлы лицензия шарттары

Бағдарламалық құралды кеңейту STM32 микроконтроллерінде IOTA DLT қосу үшін аралық бағдарламалық құралды қамтамасыз етеді. IOTA DLT - заттар интернеті (IoT) үшін транзакцияларды есептеу және деректерді беру деңгейі. IOTA адамдарға және машиналарға сенімсіз, рұқсатсыз және орталықтандырылмаған ортада ешқандай транзакциялық комиссиясыз ақша және/немесе деректерді тасымалдауға мүмкіндік береді. Бұл технология тіпті кез келген түрдегі сенімді делдалдың қажетінсіз микро төлемдерді жасауға мүмкіндік береді.

IOTA 1.0

Бөлінген бухгалтерлік технологиялар (DLTs) транзакцияларды жазу үшін криптографиялық қорғалған, таратылған дерекқор болып табылатын таратылған кітапты жүргізетін түйіндік желіге салынған. Түйіндер консенсус хаттамасы арқылы транзакцияларды шығарады.
IOTA - бұл IoT үшін арнайы әзірленген бөлінген кітап технологиясы.
IOTA таратылған кітапшасы шиеленіс деп аталады және IOTA желісіндегі түйіндер шығаратын транзакциялар арқылы жасалады.
Шетелде транзакцияны жариялау үшін түйінге мыналар қажет:

1. кеңестер деп аталатын екі мақұлданбаған транзакцияны растаңыз
2. жаңа транзакцияны жасаңыз және оған қол қойыңыз
3. жеткілікті Proof-of-Work орындаңыз
4. жаңа транзакцияны IOTA желісіне таратыңыз

Транзакция расталған транзакцияларды көрсететін екі сілтемемен бірге шатасуға тіркеледі.
Бұл құрылымды бағытталған ациклдік график ретінде модельдеуге болады, мұнда шыңдар жеке транзакцияларды, ал жиектер транзакциялар жұптары арасындағы сілтемелерді көрсетеді.
Генезистік транзакция шиеленіс түбірі болып табылады және iotas деп аталатын барлық қол жетімді IOTA токендерін қамтиды.
IOTA 1.0 үштік көрсетуге негізделген өте дәстүрлі емес іске асыру тәсілін пайдаланады: IOTA-дағы әрбір элемент биттердің орнына трит = -1, 0, 1 және байттардың орнына 3 триттердің триттері арқылы сипатталады. Трит -13-тен 13-ке дейінгі бүтін сан ретінде берілген, әріптер (AZ) және 9 саны арқылы кодталған.
IOTA 1.5 (Chrysalis) үштік транзакция орналасуын екілік құрылыммен ауыстырады.
IOTA желісі түйіндер мен клиенттерді қамтиды. Түйін желідегі әріптестерге қосылады және шатасудың көшірмесін сақтайды. Клиент - мекенжайлар мен қолтаңбаларды жасау үшін пайдаланылатын тұқымы бар құрылғы.
Клиент транзакцияларды жасайды және оларға қол қояды және желі оларды тексеріп, сақтай алатындай түйінге жібереді. Қайтып алу транзакцияларында жарамды қол болуы керек. Транзакция жарамды деп танылған кезде, түйін оны бухгалтерлік кітапқа қосады, зардап шеккен мекенжайлардың баланстарын жаңартады және транзакцияны көршілеріне таратады.

IOTA 1.5 – Хризалис

IOTA қорының мақсаты - Coordicide алдында IOTA негізгі желісін оңтайландыру және IOTA экожүйесі үшін кәсіпорынға дайын шешімді ұсыну. Бұған Chrysalis деп аталатын аралық жаңарту арқылы қол жеткізіледі. Chrysalis ұсынған негізгі жаңартулар:

• Қайта пайдалануға болатын мекенжайлар: Winternitz бір реттік қолтаңба схемасын (W-OTS) ауыстыратын Ed25519 қол қою схемасын қабылдау пайдаланушыларға бір мекенжайдан бірнеше рет белгілерді қауіпсіз жіберуге мүмкіндік береді;
• Топтамалар енді жоқ: IOTA 1.0 трансферлерді жасау үшін байламдар тұжырымдамасын пайдаланады. Бумалар – олардың түбірлік сілтемесі (магистральдық) арқылы бір-бірімен байланыстырылған транзакциялар жиынтығы. IOTA 1.5 жаңартуымен ескі топтаманың құрылымы жойылады және қарапайым атомдық транзакциялармен ауыстырылады. Шатасу шыңы ерікті пайдалы жүктемелері (яғни, Токеннің пайдалы жүктемесі немесе Индексацияның пайдалы жүктемесі) болуы мүмкін контейнер түрі болып табылатын Хабармен ұсынылған;
• UTXO үлгісі: бастапқыда IOTA 1.0 жеке IOTA таңбалауыштарын қадағалау үшін тіркелгіге негізделген үлгіні пайдаланды: әрбір IOTA мекенжайында бірқатар белгілер болды және барлық IOTA мекенжайларындағы токендердің жиынтық саны жалпы жеткізілімге тең болды. Оның орнына, IOTA 1.5 шығыс деп аталатын деректер құрылымы арқылы таңбалауыштардың жұмсалмаған сомасын қадағалау идеясына негізделген, пайдаланылмаған транзакцияны шығару үлгісін немесе UTXO пайдаланады;
• 8 ата-анаға дейін: IOTA 1.0 көмегімен сіз әрқашан 2 ата-аналық транзакцияға сілтеме жасауыңыз керек еді. Chrysalis көмегімен сілтеме жасалған негізгі түйіндердің көбірек саны (8-ге дейін) енгізіледі. Ең жақсы нәтижелерге қол жеткізу үшін бір уақытта кемінде 2 бірегей ата-ана ұсынылады.

ҚАТЫСТЫ СІЛТЕМЕЛЕР
Chrysalis туралы қосымша ақпарат алу үшін осы құжаттама бетін қараңыз

Жұмыстың дәлелі

IOTA протоколы желі жылдамдығын шектеу құралы ретінде Proof-of-Work пайдаланады.
IOTA 1.0 C қолдандыurl-P-81 үштік хэш функциясы және Tangle транзакциясын шығару үшін кейінгі нөлдік триттердің сәйкес саны бар хэш қажет.
Chrysalis көмегімен ерікті өлшемдегі екілік хабарламаларды шығаруға болады. Бұл RFC қолданыстағы PoW механизмін жаңа талаптарға қалай бейімдеу керектігін сипаттайды. Ол ағымдағы PoW механизмін мүмкіндігінше аз бұзуға бағытталған.

Архитектура

Бұл STM32Cube кеңейтімі IOTA DLT аралық бағдарламалық құралына қатынасатын және пайдаланатын қолданбаларды дамытуға мүмкіндік береді.
Ол STM32 микроконтроллеріне арналған STM32CubeHAL аппараттық абстракциялық қабатына негізделген және STM32Cube микрофонды кеңейту тақтасына арналған арнайы тақтаны қолдау пакетімен (BSP) және дыбысты өңдеуге және компьютермен USB байланысына арналған аралық бағдарламалық құрал құрамдастарымен кеңейтеді.
Микрофонды кеңейту тақтасына кіру және пайдалану үшін қолданбалы бағдарламалық құрал пайдаланатын бағдарламалық жасақтама қабаттары:

• STM32Cube HAL қабаты: жоғарғы қабаттармен (қолданба, кітапханалар және стектер) өзара әрекеттесу үшін API интерфейстерінің жалпы, көп даналық жинағын қамтамасыз етеді. Ол жалпы архитектураға негізделген жалпы және кеңейтім API интерфейстерінен тұрады, ол аралық бағдарлама қабаты сияқты басқа қабаттарға арнайы Микроконтроллер бірлігі (MCU) аппараттық конфигурацияларынсыз жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл құрылым кітапхана кодын қайта пайдалану мүмкіндігін жақсартады және құрылғының оңай тасымалдануына кепілдік береді.
• Тақтаны қолдау пакеті (BSP) қабаты: белгілі бір тақтаға арналған перифериялық құрылғыларға (жарық диод, пайдаланушы түймесі, т.б.) арналған бағдарламалау интерфейсін қамтамасыз ететін API жиынтығы. Бұл интерфейс сонымен қатар нақты тақта нұсқасын анықтауға көмектеседі және қажетті MCU перифериялық құрылғыларын инициализациялауға және деректерді оқуға қолдау көрсетеді.

Сурет 1. X-CUBE-IOTA1 бағдарламалық құралының архитектурасы

Қалта құрылымы

Сурет 2. X-CUBE-IOTA1 қалта құрылымы

Келесі қалталар бағдарламалық құрал пакетіне кіреді:

• Құжаттама: құрастырылған HTML бар file бағдарламалық құрал құрамдастары мен API интерфейстерінің бастапқы кодынан және егжей-тегжейлі құжаттамасынан жасалған
• Жүргізушілер: Құрамында HAL драйверлері және қолдау көрсетілетін тақта және аппараттық платформалар үшін тақтаға арналған драйверлер, соның ішінде борттық құрамдас бөліктерге арналған және ARM® Cortex®-M процессорлар сериясы үшін CMSIS жеткізушісінен тәуелсіз аппараттық абстракция қабаты бар.
• Орташа жабдық: FreeRTOS бар кітапханаларды қамтиды; Wi-Fi басқару; шифрлау, хэштеу, хабарламаның аутентификациясы және цифрлық қолтаңба (Cryptolib); көлік деңгейіндегі қауіпсіздік (MbedTLS); Tangle-мен әрекеттесу үшін IOTA Client API
• Жобалар: құрамында эксampҚолдау көрсетілетін STM32 негізіндегі платформаға (B-L4S5I-IOT01A) арналған IOTA DLT Client қолданбасын әзірлеуге көмектесу үшін, үш әзірлеу ортасы бар, IAR Embedded Workbench for ARM (EWARM), RealView Микроконтроллерді әзірлеу жинағы (MDK-ARM) және STM32CubeIDE

API

Толық пайдаланушы API функциясы және параметр сипаттамасы бар толық техникалық ақпарат құрастырылған HTML-де file «Құжаттама» қалтасында.

IOTA-Client қолданбасының сипаттамасы

Жоба fileIOTA-Client қолданбасы үшін мына жерден табуға болады: $BASE_DIR\Projects\B-L4S5IIOT01A\Applications\IOTA-Client.
Құруға дайын жобалар бірнеше IDE үшін қол жетімді.
Пайдаланушы интерфейсі сериялық порт арқылы қамтамасыз етіледі және келесі параметрлермен конфигурациялануы керек:

Сурет 3. Терминал мерзімі – Терминалды орнату

Сурет 4. Терма мерзімі – Сериялық портты орнату

Қолданбаны іске қосу үшін төмендегі процедураны орындаңыз.
1-қадам. Хабарлар журналын визуализациялау үшін сериялық терминалды ашыңыз.
2-қадам. Wi-Fi желісінің конфигурациясын (SSID, қауіпсіздік режимі және құпия сөз) енгізіңіз.
3-қадам. TLS түбірлік CA сертификаттарын орнатыңыз.
4-қадам. Projects\B-L4S5I-IOT01A\Applications\IOTAClient\usertrust_thetangle.pem мазмұнын көшіріп, қойыңыз. Құрылғы оларды TLS арқылы қашықтағы хосттарды аутентификациялау үшін пайдаланады.

Ескерту: Параметрлерді конфигурациялаудан кейін оларды тақтаны қайта іске қосу және Пайдаланушы түймесін (көк түйме) 5 секунд ішінде басу арқылы өзгертуге болады. Бұл деректер Flash жадында сақталады.

Сурет 5. Wi-Fi параметрінің параметрлері

5-қадам. «Жалғастыру үшін кез келген пернені басыңыз» хабары пайда болғанша күтіңіз. Содан кейін экран негізгі функциялар тізімімен жаңартылады:

• Жалпы индекстеу хабарын жіберіңіз
• Индекстеу сенсорының хабарламасын жіберіңіз (соның ішінде уақыт көрсеткішіamp, Температура және Ылғалдылық)
• Баланс алыңыз
• Транзакцияны жіберу
• Басқа функциялар

Сурет 6. Негізгі мәзір

6-қадам. Келесі функциялардың бірін тексеру үшін 3-опцияны таңдаңыз:

Түйін туралы ақпаратты алыңыз	Кеңестер алыңыз
Шығаруды алыңыз	Мекенжайдан алынған нәтижелер
Баланс алыңыз	Жауап қатесі
Хабарлама алу	Хабарлама жіберу
Хабарды табу	Сынақ әмиян
Хабар жасаушы	Сынақ крипто

Сурет 7. Басқа функциялар

ҚАТЫСТЫ СІЛТЕМЕЛЕР
IOTA 1.5 функциялары туралы қосымша мәліметтер алу үшін IOTA C Client құжаттамасын қараңыз

Жүйені орнату нұсқаулығы

Аппараттық сипаттама

STM32L4+ табу жинағы IoT түйіні

IoT түйініне арналған B-L4S5I-IOT01A табу жинағы бұлттық серверлерге тікелей қосылу үшін қолданбаларды әзірлеуге мүмкіндік береді.
Discovery жинағы төмен қуатты байланыс, көп жақты датчик және ARM®Cortex® -M4+ ядроға негізделген STM32L4+ сериясы мүмкіндіктерін пайдалану арқылы көптеген қолданбаларға мүмкіндік береді.
Ол арнайы қосымша тақталардың үлкен таңдауымен шексіз кеңейту мүмкіндіктерін қамтамасыз ететін Arduino Uno R3 және PMOD қосылымын қолдайды.

Сурет 8. B-L4S5I-IOT01A табу жинағы

Аппараттық құралды орнату

Келесі аппараттық құрамдас бөліктер қажет:

1. Wi-Fi интерфейсімен жабдықталған IoT түйініне арналған бір STM32L4+ ашу жинағы (тапсырыс коды: B-L4S5I-IOT01A)
2. STM32 табу тақтасын компьютерге қосу үшін A типті USB және Mini-B USB Type B кабелі

Бағдарламалық құралды орнату

B-L4S5I-IOT01A үшін IOTA DLT қолданбаларын жасау үшін әзірлеу ортасын орнату үшін келесі бағдарламалық құрал құрамдастары қажет:

• X-CUBE-IOTA1: микробағдарлама және қатысты құжаттама st.com сайтында қолжетімді
• әзірлеу құралдары тізбегі және компилятор: STM32Cube кеңейту бағдарламалық құралы келесі орталарды қолдайды:
  – ARM ® (EWARM) құралдар тізбегі + ST-LINK/V2 үшін IAR ендірілген жұмыс үстелі
  – ШынайыView Микроконтроллерді әзірлеу жинағы (MDK-ARM) құралдар тізбегі + ST-LINK/V2
  – STM32CubeIDE + ST-LINK/V2

Жүйені орнату

B-L4S5I-IOT01A Discovery тақтасы IOTA DLT мүмкіндіктерін пайдалануға мүмкіндік береді. Тақта ST-LINK/V2-1 отладчик/бағдарламашыны біріктіреді. ST-LINK/V2-1 USB драйверінің сәйкес нұсқасын STSW-LINK009 мекенжайынан жүктеп алуға болады.

Қайта қарау тарихы

Кесте 2. Құжатты қайта қарау тарихы

Күн	Қайта қарау	Өзгерістер
13-19 маусым	1	Бастапқы шығарылым
18-19 маусым	2	Жаңартылған 3.4.8.1 TX_IN және TX_OUT бөлімі, 3.4.8.3 бөлімі Деректерді нөлдік мән арқылы жіберу транзакциялар және 3.4.8.4 Бөлім аударым операциялары арқылы ақша қаражатын жіберу.
6 мамыр 21 ж	3	Жаңартылған кіріспе, 1-бөлім Қысқартулар мен аббревиатуралар, 2.1-бөлім үстіндеview, 2.1.1 IOTA 1.0 бөлімі, 2.1.3-бөлім Proof of Work, 2.2-сәулет бөлімі, 2.3-бөлім Қалта құрылымы, 3.2-бөлім Аппараттық құралды орнату, 3.3-бөлім бағдарламалық құралды орнату және 3.4-бөлім Жүйені орнату. 2-бөлім алынып тасталды және Кіріспедегі сілтемемен ауыстырылды. 3.1.2-бөлім Транзакциялар мен жинақтар, 3.1.3-бөлім Тіркелгі және қолтаңбалар, бөлім жойылды 3.1.5 Хэштеу. 3.4 бөлімі қолданбаларды және қатысты ішкі бөлімдерді қалай жазу керек, 3.5 бөлімі IOTALightNode қолданбасының сипаттамасы және қатысты ішкі бөлімдер және 4.1.1 STM32 бөлімі Nucleo платформасы 2.1.2IOTA 1.5 бөлімі қосылды – Chrysalis, 2.5 бөлімі IOTA-Client қолданбасының сипаттамасы, 2.4 API бөлімі және 3.1.1 бөлімі STM32L4+ табу жинағы IoT түйіні.

 

МАҢЫЗДЫ ЕСКЕРТУ - МАҢЫЗДЫ ОҚЫҢЫЗ

STMicroelectronics NV және оның еншілес ұйымдары («ST») кез келген уақытта ескертусіз ST өнімдеріне және / немесе осы құжатқа өзгертулер, түзетулер, толықтырулар, өзгертулер мен жақсартулар енгізу құқығын өзіне қалдырады. Сатып алушылар тапсырыс жасамас бұрын ST өнімдері туралы ең соңғы ақпаратты алуы керек. СТ өнімдері тапсырыс беруді растаған кездегі сату ережелері мен ережелеріне сәйкес сатылады.

Сатып алушылар СТ өнімдерін таңдау, таңдау және пайдалану үшін тек жауап береді және СТ өтінімге көмек немесе Сатып алушылардың өнімдерін безендіруге жауапкершілік алмайды.
Осы құжатта ST компаниясы зияткерлік меншік құқығына тікелей немесе жанама түрде ешқандай лицензия бермейді.
Осы құжатта баяндалған ақпараттан өзгеше ережелері бар СТ өнімдерін қайта сату СТ осындай өнімге берген кез келген кепілдікті жояды.
ST және ST логотипі ST сауда белгілері болып табылады. ST сауда белгілері туралы қосымша ақпаратты www.st.com/trademarks сайтынан қараңыз. Барлық басқа өнім немесе қызмет атаулары олардың тиісті иелерінің меншігі болып табылады.
Осы құжаттағы ақпарат осы құжаттың кез келген алдыңғы нұсқаларында бұрын берілген ақпаратты ауыстырады және ауыстырады.
© 2021 STMicroelectronics – Барлық құқықтар қорғалған

Құжаттар / Ресурстар

STM1Cube үшін ST X-CUBE-IOTA32 кеңейту бағдарламалық пакеті [pdf] Пайдаланушы нұсқаулығы ST, X-CUBE-IOTA1, кеңейту, бағдарламалық құрал пакеті, STM32Cube үшін

Анықтамалар

• Пайдаланушы нұсқаулығы