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【经验分享】ST发布世界上首款LoRa Soc单片机STM32WL

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-3 11:00

到目前为止,LoRa行业要么具有分立的MCU和收发器,要么两个组件都使用同一封装,但使用不同的裸片(系统级封装)。新设备通过实现更简单,更灵活,更集成和更节能的设计,为原始应用打开了大门。昨天ST推出了的首批STM32WL面向OEM厂商和部分ST客户,他们也将按需访问LoRAWAN堆栈,从而加快了生产速度。因此,让我们更好地理解为什么业界如此热衷于支持LoRa的片上系统以及使STM32WL变得特别的ST优化。

为什么在STM32 MCU中使用LoRa?

在所提出的一项调查显示,2017年国际研讨会上,信号,电路与系统 ,研究人员确定了LoRa可能解决困扰广泛采用物联网设备的显著挑战。它使用亚千兆赫兹频率以及其Chirp扩频调制技术,可以实现小包装的长距离传输,同时使其具有更强的抗干扰能力和更强的整体性。实际上,在《国际电力与能源系统杂志》上发表的另一篇论文中中国学者表明,LoRa是对智能电网的出色调制,并提供了优化智能电表实施的方法。他们还指出,智能电网是减少温室气体排放并符合最新欧洲标准的绝佳工具。因此,STM32WL是迈向远程(LoRa)技术民主化的重要一步。

为什么STM32WL更灵活?双输功率和多重调制

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新设备嵌入了基于Semtech SX126x的经过特殊设计的无线电,该无线电提供两种功率输出:一种功率高达15 dBm,另一种功率高达22 dBm。此外,由于收发器提供的线性频率范围为150 MHz至960 MHz,因此可以在世界各地使用STM32WL。例如,欧洲标准要求LoRa系统使用较低的输出和868 MHz的频率,而北美可能会提高到22 dBm,并要求915 MHz。因此,开发人员可以针对特定地区定制STM32WL系列,优化其性能,并轻松地向其他国家开放其系统。此外,能够为STM32 MCU和收发器确定一个组件的资格,将节省时间并减少材料清单和运营成本。

STM32WL的千兆赫收发器与LoRa,(G)FSK,(G)MSK和BPSK调制方案兼容。容易低估此功能的范围。但是,由于它支持二进制相移键控(BPSK),因此STM32WL可以通过LoRa调制同时运行LoRaWAN堆栈和Sigfox堆栈。公司不再需要在彼此之间进行选择。与(G)FSK和(G)MSK以及BPSK的兼容性表示STM32WL也将与专有协议兼容,这些专有协议在寻求创建独特解决方案的组织中很流行。支持所有这些调制因此增加了STM32WL的灵活性和国际吸引力。

为什么STM32WL如此高效?架构优化和内存空间

STM32WL受益于STM32WB上引入的优化功能,STM32WB是集成了蓝牙模块的STM32 MCU,将于2019年上市。传统上,工程师需要两个32 MHz外部晶体:一个与Cortex-M4同步,另一个用于LoRa收发器。由于采用了我们的体系结构,该系统仅需一个晶体即可用于MCU和无线电的高速时钟,从而有助于减少材料清单并简化PCB设计。

我们通过包括一个开关电源和一个LDO来优化电源管理,以缩短STM32WL从任何低功耗模式的唤醒时间。准备好此类SMPS通常大约需要60 µs,但是由于LDO的存在,即使SMPS还没有准备好,MCU也可以在5 µs或更短的时间内唤醒。使STM32WL处于睡眠,停止或待机状态时,系统首先使用LDO,并且可以在等待SMPS准备就绪时开始处理信息。% ]: }2 P  K. q# X# `0 a! x% k

ST计划满足各种内存需求,并将拥有具有64 KB,128 KB和256 KB Flash的设备,以满足各种开发人员的应用需求,同时还帮助他们实现成本目标。因此,团队可以在更大的测试模型上编写软件,而不必担心过多的资源消耗,然后花时间优化代码以在较小的内存占用量上运行。由于即将推出的STM32CubeMX版本,将LoRa无线电与STM32 MCU放在同一芯片上也使引脚配置更加简单。

如何准备STM32WL?

希望为STM32WL的大众市场可用性做准备的热心者或专业人员可以开始在STM32L4 Nucleo板和Semtech扩展板上工作,例如SX1262DVK1DAS,SX1262DVK1CAS或SX1262DVK1BAS。STM32L4接近STM32WL中存在的Cortex-M4,开发人员可以尝试其安全性和安全性功能,例如内存保护,私钥加速,真正的随机数生成器,纠错系统和看门狗,等等。将代码移植到STM32WL将需要进行更改,但是这些更改很少,从而使团队能够在竞争中脱颖而出。如今,交付给OEM的设备使用BGA外壳,但到2020年底将提供更多种封装以及Sigfox堆栈。

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