意法半導體STM32WB實現片上無線通信功能加超低功耗
日前,橫跨多重電子應用領域的全球領先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,ST)在北京舉辦STM32WB媒體交流會,發布了針對下一代智能互聯產品開發,如數字家庭產品、穿戴設備、智能照明、智能傳感器的雙核無線通信芯片。
新一代STM32WB的三大優勢
意法半導體中國區微控制器事業部市場及應用總監曹錦東先生表示,目前只有為數不多的幾家廠商有能力提供雙處理器的無線通信芯片。雙核無線芯片分開、獨立管理用戶應用和射頻處理,以實現較佳的處理性能,并集成大容量存儲器,而其它解決方案通常使用入門級Arm Cortex-M工業標準內核,這會限制架構的性能和擴展能力。
通過整合性能更高的Cortex-M4內核與Cortex-M0+網絡處理器,新一代STM32WB利用意法半導體的超低功耗微控制器(MCU)技術集成優異的射頻性能和更長的電池續航時間。該系統芯片還集成連接天線所需的基本電路(巴倫),在其它解決方案中,通常工程師必須自己設計巴倫;還集成大容量的系統存儲器、用戶存儲器、硬件加密、客戶密鑰存儲器(用于品牌和知識產權保護)。
新一代STM32WB系列微控制器具有三大特色:第一,它與高集成度的Bluetooth 5(BLE)和IEEE 802.15.4射頻控制器整合,為功能豐富的智能互聯產品提供成高性能的無線通信平臺,提供更長的電池續航時間;第二,Arm® Cortex®-M雙核分別用于設備運行和無線通信,確保用戶體驗更順暢;第三,它兼容經過市場檢驗的STM32生態系統,給開發人員帶來開發優勢,可以縮短新產品上市時間。
七大產品特性,改變開發現狀
接著,意法半導體STM32超低功耗和網絡微控制器市場經理Hakim Jaafar先生詳細介紹了STM32WB系列的七大產品特性
首先是多協議和開發射頻:BLE 5.0 協議?梢詫祿俾侍岣2倍,支持2Mbps高速模式,還支持BLE Mesh技術,提高網絡覆蓋面;支持較新的IEEE 802.15.4無線通信標準、OpenThread協議棧,可在動靜態模式下同時運行BLE and OpenThread;支持專有協議棧(例如BLE或802.15.4),是同類較好的射頻收發器,輸出功率高達+6dBm,射頻鏈路預算102dB,接收功耗僅為3.8mA,發射功耗5.5mA(@ 0dBm),適合能耗敏感的應用;集成巴倫平衡器,有助于降低物料清單成本。
其次是開發簡易,2個獨立處理器內核有效保證實時處理。Hakim Jaafar解釋說,單核的缺點是采用CPU –x,應用固件加外設加射頻協議棧,這樣的分時系統任務處理時間長,功耗高,需要配套MCU使成本增加。而新產品STM32WB無線通信系統芯片(SoC)整合一個功能豐富的Arm® Cortex®-M4微控制器和一個Arm
Cortex-M0+內核處理器。Arm® Cortex®-M4微控制器用于運行主要應用軟件;Arm Cortex-M0+內核用于減輕主處理器負荷,執行低能耗藍牙(BLE) 5和IEEE 802.15.4射頻實時處理任務。射頻控制器還能同時運行其它無線通信協議,包括OpenThread、ZigBee®或專有通信協議,為設備聯入物聯網(IoT)提供更多連接選擇。其優點是系統芯片方案(只有一顆裸片)高靈活度,開發簡易,用戶體驗好,而且可以延長電池續航時間。這個全合一方案有助于節省成本,加快產品上市。
第三是物聯網保護功能。Hakim Jaafar表示,先進的保護功能對于保護智能互聯產品的用戶數據和幫助設備廠商保護他們的知識產權至關重要。新產品的保護功能包括嵌入式客戶密鑰存儲器、用于公共密鑰認證(PKA)的橢圓曲線加密引擎和AES 256位加密算法硬件支持。設備廠商還可以利用安全固件更新(SFU)和根安全服務(RSS)支持,驗證空中(OTA)軟件更新,加強軟件安裝和升級的安全性。STM32WB還有攻擊防御措施,可防止非入侵式攻擊和軟件攻擊。
第四是大規模集成有助于大幅節省成本。片上集成的功能特性越多,物料清單成本降幅越大。作為名聞遐邇、市場領先的STM32L4系列超低功耗微控制器的升級換代產品,STM32WB平臺首次在意法半導體的STM32產品家族引進片上無線通信功能。連接穩健、低功耗的2.4GHz射頻電路的發送功耗僅為5.5mA,接收功耗只有3.8mA。STM32WB提供一個充裕的-102dBm射頻鏈路預算,輸出功率+6dBm。利用意法半導體的單片巴倫專長,片上集成巴倫,節省多達9個外部元器件。在生態系統成本方面,BLE 5協議棧、OpenThread協議棧、Generic 802.14.5 MAC、Generic HCI驅動軟件、STM32CubeMX、STM32CubeMonitor-RF、IDE(Atollic,AC6:SW4STM32)都是免費的,而BLE和802.15.4同時運行模式不需要使用第二個射頻微控制器。
第五是STM32WB產品種類豐富,有多款產品可供選擇,以支持Bluetooth 5、Thread、ZigBee
3.0和專有協議,1.71到3.6V的工作電壓,從-40℃到+105℃的工作溫度都可適用。STM32WB產品提供48引腳UQFN、68引腳VQFN或通用I/O(GPIO)達72口的100引腳WLCSP封裝,每款產品都可以指定三種存儲器組合中的任意一種:256KB Flash/128KB RAM、512KB-Flash/256KB-RAM或1MB-Flash/256KB-RAM。
第六是原型開發,易如反掌。為輔助設計人員開發,簡化射頻測試,STM32WB平臺配有一個專用連接工具STM32CubeMonitor-RF。用戶還能利用STM32CubeMX 引腳/時鐘配置器和代碼生成器,以及外設驅動程序、中間件、代碼示例和專用STM32 Nucleo開發板,縮短產品研發周期。
第七是ST的10年供貨保證,免除了用戶后顧之憂。STM32WB有12個產品系列/50余個產品線,對于用戶來說是一種高價值投資。
Hakim Jaafar較后表示,現在,終端用戶需要更好的更便宜的智能互聯產品,為幫助開發人員滿足這些苛刻的需求,STM32WB系列提供先進的集成度和毫不妥協的雙核性能。此外,兼容STM32開發生態系統還帶來設計優勢,大幅縮短新產品上市時間,例如,燈具、健身追蹤器、醫療監視器、Beacon設備、標簽、安全設備等。
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