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重量级玩家入局,欲出手改写无线MCU市场格局

时间:2018-10-24 作者:邵乐峰 阅读:
为助力数字家庭产品、穿戴设备、智能照明、智能传感器等下一代智能互联产品的开发,意法半导体(ST)日前推出双核无线通信芯片STM32WB。

 为助力数字家庭产品、穿戴设备、智能照明、智能传感器等下一代智能互联产品的开发,意法半导体(ST)日前推出双核无线通信芯片STM32WB。该芯片整合了一个功能丰富的Arm Cortex-M4微控制器和一个Arm Cortex-M0+网络处理器,可同时运行低功耗蓝牙(BLE) 5和IEEE 802.15.4射频实时处理任务。此外,STM32WB还集成了连接天线所需的基本电路(巴伦)、大容量系统存储器、用户存储器、硬件加密、客户密钥存储器,并支持AliOS、RT-Thread、华为LiteOS等主流物联网操作系统。

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从左至右:意法半导体中国区微控制器事业部市场经理谈俊,STM32超低功耗和网络微控制器市场经理Hakim Jaafar,ST中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东

技术细节

作为STM32L4系列超低功耗微控制器的升级换代产品,STM32WB平台首次在ST STM32产品家族中引进片上无线通信功能。连接稳健、低功耗的2.4GHz射频电路的发送功耗仅为5.5mA,接收功耗只有3.8mA。STM32WB提供一个充裕的-102dBm射频链路预算,输出功率+6dBm。利用意法半导体的单片巴伦专长,片上集成巴伦,节省多达9个外部元器件。

为延长电池续航时间,执行复杂的功能,新产品集成种类丰富的STM32数字模拟外设,包括定时器、超低功耗比较器、12/16位SAR模数转换器、电容触屏控制器、LCD控制器和无晶体USB 2.0 FS、I2C、SPI、SAI音频接口和支持片内执行的Quad-SPI等工业标准通信接口。
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为辅助设计人员开发,简化射频测试,STM32WB平台配有一个专用连接工具STM32CubeMonitor-RF。用户还能利用STM32CubeMX引脚/时钟配置器和代码生成器,以及外设驱动程序、中间件、代码示例和专用STM32 Nucleo开发板,缩短产品研发周期。

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Cortex-M0+网络处理控制器包含工业标准认证的协议栈,包括意法半导体的OpenThread协议栈和支持Mesh 1.0的含有多个Profile的蓝牙 5 协议栈。射频电路通用HCI和媒体访问控制层(MAC)让开发人员灵活地选用低能耗蓝牙(BLE)协议栈或其它专有的IEEE 802.15.4协议栈。

 

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先进的保护功能对于保护智能互联产品的用户数据和帮助设备厂商保护他们的知识产权至关重要。新产品的保护功能包括嵌入式客户密钥存储器、用于公共密钥认证(PKA)的椭圆曲线加密引擎和AES 256位加密算法硬件支持。设备厂商还可以利用安全固件更新(SFU)和根安全服务(RSS)支持,验证空中(OTA)软件更新,加强软件安装和升级的安全性。

 

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STM32WB产品将提供48引脚UQFN、68引脚VQFN或通用I/O(GPIO)达72口的100引脚WLCSP封装,每款产品都可以指定三种存储器组合中的任意一种:256KB Flash/128KB RAM、512KB-Flash/256KB-RAM或1MB-Flash/256KB-RAM。

为何此时推无线MCU?

意法半导体STM32超低功耗和网络微控制器市场经理Hakim Jaafar表示,今天,只有为数不多的几家厂商有能力提供双处理器的无线通信芯片。双核无线芯片分开、独立管理用户应用和射频处理,以实现最佳的处理性能,并集成大容量存储器,而其它解决方案通常使用入门级Arm Cortex-M工业标准内核,这会限制架构的性能和扩展能力。

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从架构来看,双核中M0+不开发给用户使用,只是用来跑蓝牙协议栈与安全密钥权限,客户的应用都是基于M4运行,M0+内核与蓝牙协议可以看成一个链接,不跟应用内核抢资源,这比过去的单核蓝牙芯片更简单,是非常巧妙的设计。从这个角度来看,STM32WB给用户带来更简单、更容易、更方便的开发机制,并且更安全。

ST中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东告诉记者,ST早就有独立的MCU和蓝牙等开放的2.4GHz无线RF芯片的技术,所以从硬件角度来看,集成不是一件困难的事情。困难之处在于无线协议栈软件的调试和搭建富有竞争力的生态系统。经过酝酿,ST推出了射频开发和功耗控制工具,能够生成C代码,且很多软件协议栈是免费的。

而在可预见的将来,无线协议组合会越来越多,那么在代码的复用率方面,ST又是如何布局的?

Hakim Jaafar解释说STM32WB采用双核安全域实现对软件的保护,安全域里有专门的密钥和认证方式只给授信用户开放权限。在软件复用方面,ST会提供蓝牙CUBE包给客户,如果客户只想做复用,那么就可以在ST提供的基础上如搭积木一样实现不同的排列组合。因为除了RF协议栈以外,所有的应用层是一样的,相关的硬件、软件、代码都可以实现相互兼容。

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