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低功耗蓝牙技术与新一代无线MCU

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eefishing 发布时间:2019-10-1 15:58
早在1994年,爱立信的一位工程师为了解决乱糟糟连接缆线的烦恼,发明了短距离无线通信技术 —— 蓝牙。如今,蓝牙已成为业界公认的连接智能移动设备与周边其他人机交互设备(键鼠、耳机等)的最主要无线通信手段之一。


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自蓝牙技术联盟于2001年发布蓝牙1.1版本技术规范起,脑洞大开的工程师们一直在畅想,如何使智能移动设备与周边的嵌入式设备的连接时间更长,从而让智能移动设备成为10m内各种电子产品通信的中枢。历经十年,蓝牙技术联盟在2011年发布了里程碑版本的蓝牙4.0技术规范,其中最具吸引力的是低功耗蓝牙技术规范。

低功耗蓝牙技术

作为一项可广泛植入各类产品、围绕微型电池设计、可持续工作数年的技术,低功耗蓝牙已然站在了无线技术革命的最前沿。如果说经典蓝牙是为统一全球各地的计算和通信设备而生,让手机与笔记本电脑互联;那么,低功耗蓝牙选择了不同的方向,不关注高传输速率,尽可能降低功耗,保证长时间连接。      

不忘蓝牙初心

蓝牙技术的设计初衷主要包括以下方面:

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对于低功耗蓝牙而言,其设计目标在于尽可能创造一种最低功率的、短距离无线技术。在尊崇蓝牙的设计目标的同时,相比经典蓝牙,低功耗蓝牙技术对体系结构的每一层都进行了优化,比如放宽物理层的电参量、加快重连速度、提升数据广播效率等。

“量化自我”的市场催生

低功耗蓝牙不仅极大地降低了芯片的功耗,还以其连接的灵活性、良好的抗干扰性、简单的应用开发等特性,得到智能手机、电脑厂商、外设厂商和应用开发者的广泛认可。同时,处在移动互联创新浪潮之巅的可穿戴设备,为消费者带来了各种集成多种传感器的智能手环、手表等面向运动与健康的应用外设,引发了新潮的“量化自我”的生存方式,进而催生出更广泛的市场和更前卫的应用。

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新一代无线微控制器STM32WB

聊了这么多蓝牙技术,如果STM32遇见低功耗蓝牙,会碰撞出怎样的独特解决方案?
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STM32WB双核无线微控制器配备双核无线微控制器(MCU)配备Bluetooth® 5、OpenThread和ZigBee®3.0连接技术,同时兼备超低功耗性能。通过整合意法半导体的STM32L4 Arm® Cortex®-M4 MCU的功能和一颗集成Cortex-M0 +专用内核管理的射频芯片,STM32WB具备高性能、多协议并发、数据安全功能、低功耗、低成本等特点,并通过丰富的 STM32Cube 生态系统帮助用户快速进入市场,是远程传感器、可穿戴跟踪器、楼宇自动化控制器、计算机外围设备、无人机和其它物联网设备的理想选择。

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高性能
  • 双核简易开发:2个独立处理器内核,保证实时处理
  • 功能特性丰富:超低功耗,外设丰富
  • 工作电压1.71至3.6V
  • 工作温度-40°C至+105°C


多协议并发
  • 完全认证的BLE 5.0 协议栈;数据速率提高2倍,支持2Mbps高速模式;支持BLE Mesh技术,提高网络覆盖面
  • 支持最新的 IEEE 802.15.4无线通信标准;OpenThread协议栈,ZigBee 3.0协议栈;支持BLE和OpenThread的动/静态并发模式
  • 支持私有协议栈 (例如BLE或802.15.4);同类最好的射频收发器,输出功率高达+6dBm,射频链路预算102dB;接收功耗仅为4.5mA,发射功耗5.2mA(@ 0dBm),适合能耗敏感的应用;集成balun巴伦平衡器,降低物料清单成本


安全
  • 软件安全架构
  • STM32W的攻击防御措施
  • 射频协议栈和应用固件更新


超低功耗
  • 多种低功耗模式
  • 双核处理器的优势
  • 射频协议栈和应用固件更新


低成本:集成越多,BOM降幅越大

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产品快速上市:完备的软硬件开发工具,全面契合STM32泛生态,助力产品快速上市。

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