STM32G0x専用テンプレートで使うSTM32CubeMXのLL（Low-Layer） API利用法を3回に分けて投稿します。
第1回：LL API初期化処理（本稿）
第2回：LL APIとHAL APIの違い
第3回：STM32CubeMXのLL API利用時注意点と第1回～第3回全体まとめ
第1回は、LL API初期化処理です。組込みソフトウェアは、初期化処理と無限ループ内処理の2つから構成され、LL APIでも汎用テンプレートで使ったHAL（Hardware Abstraction Layer）APIでもこの2構成は同じです。
LLとHALに関するSTマイクロエレクトロニクス（以下STM）資料は数多くあります。ただSTMは、STM32ソフトウェア開発は、基本的に「HAL API利用を推薦」していると思います。MCUハードウェア差を隠蔽でき、開発ソフトウェア移植性にも優れているからです。また、STM32CubeMXで生成する関数もHAL APIがデフォルトです。
STM32G0xシリーズLL API関連ソフトウェア資料一覧
筆者がそう考えるからかもしれませんが、STM32G0xシリーズのLL API関連資料は、投稿時点では未だ少ない状況で、リストアップすると表1の4個程度です。近くより小ピン小容量のSTM32G0xがリリースされますので、もっと多くなると期待しています。
※5番目のSTM32Cube ファームウエア テクニカル･プレゼンテーションにはLL API関連はありませんが、BSPやUSB制御をSTM32G0x専用テンプレートでも使う可能性を考慮して追加しました。
高性能ハードウェアを活かしコードサイズもHALより小さいSTM32G0x専用LL API関連資料4+1個の範囲でその利用法をまとめます。
| 資料名 | 概要 |
| AN5110 | STM32CubeMXで生成可能なSTM32G0公式サンプルプロジェクトの一覧表。HAL APIのみ、LL APIのみ、HALとLL混在などに区分けされたアプリケーションノート。 |
| UM2303 | STM32CubeMXを使いSTM32G0ソフトウェア開発着手時のユーザマニュアル |
| UM2319 | STM32G0のHAL APIとLL APIユーザマニュアル |
| STM32Cube G0 Firmware Package | STM32G0公式サンプルプロジェクト概要を示すオンライントレーニング資料 |
| STM32Cube ファームウエア テクニカル･プレゼンテーション | STM32シリーズSTM32CubeMXのHAL/BSP/ミドルウェア/USBライブラリの日本語解説書 |
STM32CubeMX LL API利用法の習得アプローチ
表1の概要を読むと、実践的にはAN5110のLL APIのみのサンプルプロジェクトとUM2303、万全を期すにはUM2319のLL API解説章の理解が必要です。
そこでLL API利用法は、実践的アプローチから着手し、不明な点やレファレンスが必要な時にUM2319を参照することにします。
STM32G0のLL API利用例：AN5110のExamples_LL
STM32G0x専用テンプレート動作確認評価ボードは、Nucleo-G071RBです。Nucleo-G071RBは、AN5110のExamples_LLで示されたLL API利用サンプルプロジェクト数が75個と掲載ボード中最も多いので前章アプローチに最適です。
これら多くのLL APIサンプルプロジェクトから、２つのGPIOプロジェクトに着目します。この２プロジェクトは、どちらも評価ボード実装済みLD4を250ms毎に点滅させます。
MXアイコンが付いているGPIO_InfiniteLedToggling_Initは、STM32CubeMXで生成可能、GPIO_InfiniteLedTogglingは生成不可です。その差は、Descriptionによると初期化処理（Initialization FunctionとUnitary Service Function）です。両者ソースコードの初期化処理を下図に示します。
MX_GPIO_Init()が、STM32CubeMX生成可能プロジェクト、Configure_GPIO()が、生成不可プロジェクトの初期化処理です。
つまり、
・MX_GPIO_Init()＝Initialization Function (generated by STM32CubeMX)
・Configure_GPIO()＝Unitary Service Function (generated by User or by Peripheral Library)
です。※（）内は、筆者が追記。
MX_GPIO_Init()は、STM32CubeMXが生成した初期化処理で、MX_が接頭語として付いていることからLLとHAL混在時でも使える関数です。一方、Configure_GPIO()は、MX_GPIO_Init()と同じ機能ながら少ないソースコードで記述できています。
その結果、Configure_GPIO()の方が、MX_GPIO_Init()よりも高性能で小サイズとなります（初期化処理以外は、どちらも同じ）。
MX_GPIO_Init()は、付属オリジナルSTM32CubeMXプロジェクトに変更を加えた時にでも中身はSTM32CubeMXが自動生成する関数で置換えられるだけで、MX_GPIO_Init()はそのまま残ります。一方、Configure_GPIO()は中身のユーザ修正が必要です。
結局、STM32CubeMXで生成可能なGPIO_InfiniteLedToggling_Iniプロジェクトは、ユーザが何らかの変更を加えても初期化処理をSTM32CubeMX任せにでき、無限ループ内にある変更処理に集中できる訳です。
STM32G0xのLL API利用法 (1)：初期化処理まとめ
・初期化処理生成はSTM32CubeMXを使う方法と、高性能小サイズなユーザ自作方法の2つがある
・STM32CubeMX生成の初期化処理関数名は、HAL API混在時でも使用可能なMX_が接頭語
・STM32CubeMXを使うとプロジェクト変更時、無限ループ内処理のみに集中できる
STM32CubeMXは、LL APIまたはHAL APIの利用切替えが周辺回路毎に設定可能です。そこで、たとえLL APIのみ利用するプロジェクトでも、初期化処理関数の接頭語には、後々の周辺回路のHAL利用・変更・追加などに備えてML_を付けるのだと推測します。
LL API利用時、初期化処理をSTM32CubeMX任せにすると、ユーザ自作よりも多少サイズが犠牲になります。但しその差は、着目したプロジェクトGPIO_InfiniteLedToggling_Init：2808B、GPIO_InfiniteLedToggling：2604Bと微々（7.3%減）たるものです（SW4STM32 v2.8.1、STM32CubeMX v5.1.0、STM32G0 v1.1.0）。
公式サンプルプロジェクト応用が簡単にできることを考慮すると、その差を十分補える効果があります。
STM32G0x専用テンプレートのLL API初期化処理方針
以上のことから、LL APIを利用するSTM32G0x専用テンプレートの初期化処理は、STM32CubeMX任せにします。
勿論、STM32G0x専用テンプレート用STM32CubeMXプロジェクトも添付いたしますので専用テンプレート応用・流用は簡単となります（汎用STM32Fxテンプレートは、既にテンプレート用STM32CubeMXプロジェクト添付済みです）。