意法半導(dǎo)體STM32WB實(shí)現(xiàn)片上無線通信功能加超低功耗

日前，橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域的全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics，ST）在北京舉辦STM32WB媒體交流會，發(fā)布了針對下一代智能互聯(lián)產(chǎn)品開發(fā)，如數(shù)字家庭產(chǎn)品、穿戴設(shè)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(yōu)勢

意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場及應(yīng)用總監(jiān)曹錦東先生表示，目前只有為數(shù)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(dú)立管理用戶應(yīng)用和射頻處理，以實(shí)現(xiàn)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核，這會限制架構(gòu)的性能和擴(kuò)展能力。

通過整合性能更高的Cortex-M4內(nèi)核與Cortex-M0+網(wǎng)絡(luò)處理器，新一代STM32WB利用意法半導(dǎo)體的超低功耗微控制器（MCU）技術(shù)集成優(yōu)異的射頻性能和更長的電池續(xù)航時(shí)間。該系統(tǒng)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(shè)計(jì)巴倫；還集成大容量的系統(tǒng)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(chǎn)權(quán)保護(hù)）。

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(lián)產(chǎn)品提供成高性能的無線通信平臺，提供更長的電池續(xù)航時(shí)間；第二，Arm^® Cortex^®-M雙核分別用于設(shè)備運(yùn)行和無線通信，確保用戶體驗(yàn)更順暢；第三，它兼容經(jīng)過市場檢驗(yàn)的STM32生態(tài)系統(tǒng)，給開發(fā)人員帶來開發(fā)優(yōu)勢，可以縮短新產(chǎn)品上市時(shí)間。

七大產(chǎn)品特性，改變開發(fā)現(xiàn)狀

接著，意法半導(dǎo)體STM32超低功耗和網(wǎng)絡(luò)微控制器市場經(jīng)理Hakim Jaafar先生詳細(xì)介紹了STM32WB系列的七大產(chǎn)品特性

首先是多協(xié)議和開發(fā)射頻：BLE 5.0 協(xié)議�？梢詫�數(shù)據(jù)速率提高2倍，支持2Mbps高速模式，還支持BLE Mesh技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋面；支持較新的IEEE 802.15.4無線通信標(biāo)準(zhǔn)、OpenThread協(xié)議棧，可在動靜態(tài)模式下同時(shí)運(yùn)行BLE and OpenThread；支持專有協(xié)議棧（例如BLE或802.15.4），是同類較好的射頻收發(fā)器，輸出功率高達(dá)+6dBm，射頻鏈路預(yù)算102dB，接收功耗僅為3.8mA，發(fā)射功耗5.5mA（@ 0dBm），適合能耗敏感的應(yīng)用；集成巴倫平衡器，有助于降低物料清單成本。

其次是開發(fā)簡易，2個(gè)獨(dú)立處理器內(nèi)核有效保證實(shí)時(shí)處理。Hakim Jaafar解釋說，單核的缺點(diǎn)是采用CPU –x，應(yīng)用固件加外設(shè)加射頻協(xié)議棧，這樣的分時(shí)系統(tǒng)任務(wù)處理時(shí)間長，功耗高，需要配套MCU使成本增加。而新產(chǎn)品STM32WB無線通信系統(tǒng)芯片（SoC）整合一個(gè)功能豐富的Arm^® Cortex^®-M4微控制器和一個(gè)Arm Cortex-M0+內(nèi)核處理器。Arm^® Cortex^®-M4微控制器用于運(yùn)行主要應(yīng)用軟件；Arm Cortex-M0+內(nèi)核用于減輕主處理器負(fù)荷，執(zhí)行低能耗藍(lán)牙（BLE） 5和IEEE 802.15.4射頻實(shí)時(shí)處理任務(wù)。射頻控制器還能同時(shí)運(yùn)行其它無線通信協(xié)議，包括OpenThread、ZigBee^®或?qū)Ｓ型ㄐ艆f(xié)議，為設(shè)備聯(lián)入物聯(lián)網(wǎng)（IoT）提供更多連接選擇。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)芯片方案（只有一顆裸片）高靈活度，開發(fā)簡易，用戶體驗(yàn)好，而且可以延長電池續(xù)航時(shí)間。這個(gè)全合一方案有助于節(jié)省成本，加快產(chǎn)品上市。

第三是物聯(lián)網(wǎng)保護(hù)功能。Hakim Jaafar表示，先進(jìn)的保護(hù)功能對于保護(hù)智能互聯(lián)產(chǎn)品的用戶數(shù)據(jù)和幫助設(shè)備廠商保護(hù)他們的知識產(chǎn)權(quán)至關(guān)重要。新產(chǎn)品的保護(hù)功能包括嵌入式客戶密鑰存儲器、用于公共密鑰認(rèn)證（PKA）的橢圓曲線加密引擎和AES 256位加密算法硬件支持。設(shè)備廠商還可以利用安全固件更新（SFU）和根安全服務(wù)（RSS）支持，驗(yàn)證空中（OTA）軟件更新，加強(qiáng)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(guī)模集成有助于大幅節(jié)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(lǐng)先的STM32L4系列超低功耗微控制器的升級換代產(chǎn)品，STM32WB平臺首次在意法半導(dǎo)體的STM32產(chǎn)品家族引進(jìn)片上無線通信功能。連接穩(wěn)健、低功耗的2.4GHz射頻電路的發(fā)送功耗僅為5.5mA，接收功耗只有3.8mA。STM32WB提供一個(gè)充裕的-102dBm射頻鏈路預(yù)算，輸出功率+6dBm。利用意法半導(dǎo)體的單片巴倫專長，片上集成巴倫，節(jié)省多達(dá)9個(gè)外部元器件。在生態(tài)系統(tǒng)成本方面，BLE 5協(xié)議棧、OpenThread協(xié)議棧、Generic 802.14.5 MAC、Generic HCI驅(qū)動軟件、STM32CubeMX、STM32CubeMonitor-RF、IDE（Atollic，AC6：SW4STM32）都是免費(fèi)的，而BLE和802.15.4同時(shí)運(yùn)行模式不需要使用第二個(gè)射頻微控制器。

第五是STM32WB產(chǎn)品種類豐富，有多款產(chǎn)品可供選擇，以支持Bluetooth 5、Thread、ZigBee 3.0和專有協(xié)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(chǎn)品提供48引腳UQFN、68引腳VQFN或通用I/O（GPIO）達(dá)72口的100引腳WLCSP封裝，每款產(chǎn)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(fā)，易如反掌。為輔助設(shè)計(jì)人員開發(fā)，簡化射頻測試，STM32WB平臺配有一個(gè)專用連接工具STM32CubeMonitor-RF。用戶還能利用STM32CubeMX 引腳/時(shí)鐘配置器和代碼生成器，以及外設(shè)驅(qū)動程序、中間件、代碼示例和專用STM32 Nucleo開發(fā)板，縮短產(chǎn)品研發(fā)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(gè)產(chǎn)品系列/50余個(gè)產(chǎn)品線，對于用戶來說是一種高價(jià)值投資。

Hakim Jaafar較后表示，現(xiàn)在，終端用戶需要更好的更便宜的智能互聯(lián)產(chǎn)品，為幫助開發(fā)人員滿足這些苛刻的需求，STM32WB系列提供先進(jìn)的集成度和毫不妥協(xié)的雙核性能。此外，兼容STM32開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)還帶來設(shè)計(jì)優(yōu)勢，大幅縮短新產(chǎn)品上市時(shí)間，例如，燈具、健身追蹤器、醫(yī)療監(jiān)視器、Beacon設(shè)備、標(biāo)簽、安全設(shè)備等。

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