STMCU小助手
发布时间:2022-1-4 11:00
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1 系统和存储 1.1 系统总览, M; S8 v3 q/ G: v STM32使用双核架构,一个cortex-m4核负责app程序开发,一个cortex-m0核负责射频协议栈,还有一个radio子系统负责RF部分。 3 l; h3 ~" m9 D& J6 N' }
" d5 G/ s1 ` `: @+ `! L 1.2 STM32WB总线架构 如下图所示,基本的外设都被CPU1域,也就是cortex-m4内核访问,CPU1和CPU2通过SRAM2通讯。: A: ?2 o9 c6 v4 b
$ T2 d% E1 r, M 1.3 总线矩阵
1.4 存储分布
1.5 STM32WB闪存特点$ c7 R, }; b }, V1 X 共享- C1 v+ W9 U. P, u i& [5 }( D$ F 闪存的一部分是为RF射频子系统CPU2保护的,为了安全区域,主机CPU1无法访问。 使用ART加速 同时执行代码CM4和CM0+对MIPS的影响约为0%,在单独的AHB总线上,它有自己的时钟分频器。 3级保护 级别0(无保护)至级别2(最大保护) ?, l, ~: t5 W5 z2 e: r 2 k0 Y: G- I6 z 限制 在射频活跃期间,flash擦除或存储不应该被启动。因为射频活跃期间cpu1会频繁读写flash。8 S/ I# F; C# `+ p4 H 2 RF射频简介 2.1 RF参数简介6 C5 I- J$ q' S! u! y! a2 x 模拟前端* F4 Z9 ?1 I; n8 N \. s 最大输出功率 集成巴伦,6dbm发射功率,具有1dbm步进调节 `* P. O& L: h9 a1 R" D 专用引脚驱动外部PA,可以获得最大20dbm的输出功率 3 K2 |3 e& u; m 接收灵敏度 BLE:1Mbps @-96dbm, 2Mbps @-94dbm(250kbps和125kbps不支持)* O+ @* c; f, c4 O* z$ z$ S 802.15.4:250kbps @ -100dbm 功耗@3.3V TX:@0dbm:5.2mA9 T2 z/ X1 Z! o/ { RX:4.5mA3 n6 M) T1 ~2 l3 X2 k1 L stop2 with radio in standy (accurate clock LS12):1.8uA2 _# \- x0 a9 I& g 调制解调器 通过硬件格式化BLE包(对软件完全开放射频)支持1和2Mbps速率9 G4 {. M% o4 N1 g7 w1 M IEEE 802.15.4 :硬件模式支持250Kbps通信速率8 O! N+ t$ o; y' B4 X1 ] n( \5 [9 K1 g 2.2 STM32WB典型外围电路 2 ~% V% `' [" k1 s
! ]9 k0 O2 x0 f( Q- M3 M 2.3 STM32WB RF输入/输出匹配网络$ W1 t3 C4 B( V 9 g6 o8 k$ V* H# G
一个Π型滤波网络加50Ω阻抗匹配。 5 Q; C% [( ^/ P 3 电源管理 3.1 供电方案框图 如下图所示,各个电源阈单独供电,在供电选择上有很大的灵活性。
) C) h2 A2 T5 M7 y6 h* A 3.2 内部SMPS4 ` j& Z* J; U0 p6 Y* H5 }2 [ SMPS用于降低VDD电源( [: b5 Y; c0 H/ a8 |6 e$ Q SMPS为数字核心和射频LDO供电8 Q# P0 r# |, l' m* B 当VDD电源高于BOR[1…4]阈值时,使用SMPS模式 低于此阈值使用旁路模式,支持及时切换 通过HW机制执行关闭,通过SW重新开启2 j! }, V3 B5 ~0 c SMPS降遵循社保操作模式/ J8 P' S7 K# _7 }9 Q9 ~ 在Run和stop0模式下为On 在stop1 2 待机standby和关机shutdown模式下,SMPS自动处于开放模式,唤醒时自动恢复进入前使用模式 3.3 电源配置7 H6 _9 _, d/ u/ s) `- S4 P 高性能使用SMPS9 m8 y2 c: g" u* G6 x 通过添加外部电容和线圈,SMPS用于降低功耗 6 n6 h! e; u2 v: ~8 h* _8 z& g
, o! u/ J1 B! y0 [! Q! `7 m* `; N 低成本今适用于LDO 通过短接SMPS输入。LDO直接由VDD提供节省电容和电感成本,但是功耗会增加。 ?. X+ D6 [; Z) u! y# B) ^
( V! N2 Y5 ^/ M& v9 Y' { 3.4 SMPS原理图 3 Q( j0 ~5 H9 f7 k2 w
4 核间通信和安全管理8 ^6 b5 `0 }. B8 y# ~ 4.1 HSEM STM32WB集成硬件信号量模块,该模块用于同步进程和管理共享资源访问权限。具体如下。 4 @+ E! F4 ]" ~ 管理和访问权限和同步 运行于同一个cpu上的不同进程6 e! | J3 f# H+ g1 h6 W) S6 N7 Q 不同的cpu 32个硬件信号量/ W) k6 e: {7 \* l1 e 两种锁定机制$ b( }9 J: a3 s0 S0 b/ L r 2-step write, read back lock, F! o; h9 M4 i* E+ n 1-step read lock 信号量释放产生中断" {. T# s2 P& G8 X 应用优势5 \+ ]9 C/ P5 l c# w8 p. ~1 T 防止共享资源访问冲突 确保进程之间的同步3 h C* r: G3 j! A0 x4 _ 无阻塞信号量处理- X4 ~3 O# a% F2 D3 Y 4.1.1 HSEM框图' M, U! P2 v6 ^9 X% u/ g$ a$ w HSEM模块位于AHB总线上,由AHB接口和中断管理构成,每个CPU都有一个专用中断,并且都有自己的使能、状态、掩码和清除寄存器。每个信号量由两个寄存器组成,一个读写寄存器,用于在两步锁过程中对信号量进行写操作并读取信号量状态,它也可以释放信号量;另一个是读寄存器,它用于一步锁过程中的读取锁。/ ?" d, ?& p3 `2 r+ B+ I+ D
M/ a4 D; n% |8 [3 m- z3 Q HSEM框图 6 Q' O; z. i* _& p8 Y: S: B; \/ _" `4 _; O
2步 写-回读锁机制 5 U& t$ L- ?- a2 b; e6 I& z! ?
1步 锁机制 4.1.2 信号量使用 - 共享资源 两个CPU可以同时访问的所有外设都受硬件信号量保护,在访问此类外设之前,应首先获取相关的信号量并在使用完之后释放。 8 b5 |7 u% l* R- V$ l
4.1.3 信号量 - 闪存写入和擦除! F% J* i+ n& n7 g 要在闪存种写入,应用程序应该 获取Sem2 写入闪存 释放sem2) a/ g: o$ c( h. E* _/ ^ 擦除扇区,应用程序应该 获取Sem28 z, E. R$ X* s' P) q3 x+ w 发送SHCI_C2_FLASH_Erase_Actiity(erase_activity_ON)命令给CPU2 擦除一个或多个扇区 释放Sem2% g7 w% e1 L% y# @ 发送SHCI_C2_FLASH_Erase_Activity( erase_activity_OFF ) 命令给 CPU2 4.2 IPCC IPCC是核间通讯控制模块,它可以提供中断信令,允许微控制器以非阻塞的方式交换信息。 为通信信道管理提供非阻塞信令 消息可用性中断 流量开启中断通知 9 V& B3 M; m% t3 X2 E- h* v' _2 F 通讯方式3 C3 K* Y$ v! k! ]. t& Q# T* C! B% l- E 单工:每个方向的专用通道 半双工:单个共享双向通道+ _$ h( N6 a3 X: @ , ~- R) S& j N1 G3 S: z# _0 c 最多6个双向通道% e' E4 K: |) ?( `5 z 通道数据存储在共享ram中 : h5 q( X$ y! Q. G) G% v , V& r1 H% a6 U8 h' L 应用优势 ( [, x' V1 ~0 _% @" l8 v 非阻塞信息交换. K5 z; f" K6 q$ L1 _7 Y3 E 通道流量控制3 |6 u5 ]( Z8 W" k6 e- l D0 {& g5 n* N 支持CPU sleep和stop模式 A T, ^0 W- [ n
4.3 安全管理$ _& ?+ P' j( o3 A, ] BLE外设可以安全使用以下外设 AES1(仅限IP加密密钥)用于应用程序的加密引擎# r$ u- V. x( ^$ o) T AES2(Full IP)用于IEEE802.15.4的加密引擎9 _$ w, g5 u4 x2 v- H2 S9 R- y6 B PKA(Full IP)用于加密密钥的生成4 V' |: d0 G' ^& Z4 ^1 O True RNG(Full IP)用于加密密钥的生成0 ]- ~8 f. w( N . P1 n4 w8 l7 Y 对安全IP的访问由HSEM管理 HSEM x,y,z用于管理共享安全外围设备访问3 k1 A' r3 o+ l) M BLE堆栈提供以下加密密钥功能7 o* r% ~$ u' b+ a2 t 密钥存储 密钥更新 密钥删除 密钥加载(在AES1中) 4.4 Cortex-M0+安全性 闪存的上半部分只能由cortex-m0+访问 由安全选项字SFD和SFSA定义 全局安全使能% u+ N7 i% V2 D5 g, @- k4 m' O 允许通过安全选项字SBRD和SBRSA来添加SRAM2a上的部分安全性! ?9 n& W% ?% M/ g 允许通过安全选项字SNBRD和SNBRSA来添加SRAM2b闪的部分安全性9 k6 E% ~. q7 b 运行通过SYSCFG使能外设的安全性3 S1 d8 F @" B# v0 D7 d" J
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