1、基于STM32WB的低功耗蓝牙应用(二)RF协议栈的有线和无线更新:https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-625173-1-1.html 2、基于STM32WB的低功耗蓝牙应用(三)用户应用程序的无线更新(OTA空中升级):https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-625175-1-1.html 5 C$ P, l2 i/ L9 L& m , L5 V/ o/ ?# A) K 从使用角度,我们有以下六类设计资源,提供给开发者,做基于STM32WB的低功耗蓝牙应用开发。. F* q: i8 Z1 G9 B: D 技术文档、评估板、参考固件例程、配合低功耗应用的软件工具、中文培训材料、本地方案(ST本地支持团队和中国合作伙伴开发的方案,都会在这里向大家集中展示) STM32WB生态系统
STM32WB. 技术文档 STM32WB的基础文档,首先是芯片的参考手册。目前STM32WB家族里只有一个55系列,它的参考手册是RM0434。它有1500多页,分章节描述了STM32WB芯片架构、总线、片上RAM、Flash、以及各个外设的功能、寄存器说明。WB主要新增的外设有实现RSA、ECC等非对称加解密功能的PKA单元,即public key accelerator(公钥加速器),用于双核通信的IPCC(inter processor communication controller)和硬件信号量HSEM等。7 I8 e# U' w* f, L+ Y# N 0 f3 L: H+ i( u) P/ l% T& ~ 然后是数据手册,勘误手册。(这三篇是STM32WB的基础技术文档)) j) \& V$ }+ N5 z% S 这里的5个应用笔记,都和STM32WB的硬件设计使用有关。
STM32WB的主要应用是低功耗蓝牙应用,低功耗是STM32WB的主要设计目标之二。STM32WB继承了STM32L4的低功耗特性,支持多种低功耗模式,以及每个模式下面的子模式选项;低功耗的模拟外设、BAM(批处理获取模式)、灵活的时钟系统。【AN5071】就是对STM32WB芯片的低功耗特性概览。 STM32WB的双核之一,M0+内核是专门跑射频协议栈的,对用户或者说对M4内核,是一个黑盒子。要更新M0+上运行的协议栈,无论是通过JTAG/SWD、USB/UART这样的近程有线,还是通过BLE空中升级方式,要烧写和更新射频协议栈,必须通过FUS,即firmware update service。这里的firmware,不是指跑在M4内核上的用户应用程序firmware,是专指跑在M0+内核上,对用户不可见的射频协议栈firmware。这是一段芯片出厂就已经固化在STM32WB的secure flash中的一段程序,永远擦除不掉。芯片出厂时,只有预装了FUS,没有任何协议栈。需要用户根据自己的应用,使用无线或者有线方式,来把对应的协议栈通过FUS写进去。然后才可以继续在M4+内核上开发应用程序。【AN5185】就是对FUS的详细说明;【AN5247】是STM32CubeWB固件包里的OTA例程说明文档。里面描述了这个ota样例程序的逻辑,用户使用步骤。这个ota程序,不仅可以空中升级M4上运行的用户应用程序,也可以空中升级M0+上运行的射频协议栈。由于FUS的存在,射频协议栈,一定是被ST公钥签名加密过的。关于FUS和OTA的使用,我们下期,会有更详细的介绍。 BLE Mesh应用,在STM32CubeWB中也有示例程序,这里的三个文档【AN5292】、【UM2180】、【UM2361】,分别是对BLE Mesh例程的说明,以及搭配例程使用的手机app的说明。 【AN5270】和【AN5289】,更偏向于开发者角度,详细列出了ACI层和HCI层的事件,比如连接完成,请求LTK这些LE META事件;比如配对完成、绑定丢失、数值比较这些ACI层的GAP事件;比如notification、server confirmation这样的ACI层GATT/ATT事件。以及所有协议栈使用的,私有的HCI层、GAP、GATT相关命令。 : _6 V& j: [" Q! F; Y3 v这里的前四个文档,是对三个例程的使用说明,分别是
STM32WB. 评估板 接下来,是ST官方出品的STM32WB55,目前唯一一款评估板:订购号,P-Nucleo-WB55 pack。这个套件里包含两块基于STM32WB55的板子,如图示:一个是Nucleo板,板载QFPN68引脚封装的STM32WB,和STLINKV2;一个是板载QFPN48引脚封装STM32WB的USB dongle板。- _. w/ r$ a: }9 O6 y$ { STM32CubeWB固件包里包含两个板子上的多个例程。Nucleo板,由于板载了STLINK,因此烧写程序比较方便;USB dongle板只能通过48引脚WB芯片上,系统memory里面集成的bootloader来烧写应用程序。USB dongle板通常搭配STM32CubeMonitor-RF使用。由于需要系统memory启动,USB dongle板引出了拨码开关,方便启动模式的切换。 下期介绍ota例程时,会详细说明。 STM32WB. 固件例程 介绍完了STM32WB的技术文档、评估板,我们接下来看一下,ST目前提供了哪些关于低功耗蓝牙应用的参考例程。 8 G, c; V0 m4 ^9 i2 O( N* F1 Ebeacon,和几个SIG协会定义的标准profile,例程都有支持。P2P通信基于自定义profile,我们给出了sever,client,router的实现例程。其中蓝色框中的三个例程演示了如何通过ota bootloader,把用户应用从p2p server更新到心跳profile。这个例程,Nucleo板作为OTA server,OTA server可以由手机上的app,ST BLE Sensor或者STM32CubeMonitor-RF来担任。使用后者的时候,需要搭配使用USB dongle板。 STM32CubeWB固件包里还有大家最关心的BLE Mesh智能照明应用例程,对应的手机App是ST BLE Mesh。例程的使用,以及手机app的使用,都可以参考表格里的文档。 还有一个值得强调的是CKS加密这个例程。这不是BLE应用的标准场景,是STM32WB芯片特有的安全功能。STM32WB提供对用户应用key的安全存储。在安全环境中,用户把应用key放到STM32WB的安全存储区域内,之后M4的应用就可以使用这些key进行加解密运算。key的存储和使用都很安全,用户通过index来操作key,得到的是明文和密文,永远无法或者key本身。key的存储,可以通过M4上的用户存储调用FUS API,也可以通过STM32CubeMonitor-RF来把用户key传递给STM32WB,当然底层也是一样调用的FUS API。这个例子的讲解,也会在下次介绍来展开。 除了BLE协议栈,M0+内核还可以运行OpenThread,以及generic MAC,基于这两个RF协议栈的例程,ST也提供了若干,如表格中所列。 STM32WB. RF协议栈:在STM32CubeWB 固件包中发布 这张图,大家之前一定多次看到。它展示了STM32WB芯片支持的多种RF 协议栈。即可以在M0+内核烧写不同的协议栈,图中蓝色部分;然后在M4+上运行不同类型的用户程序,图中绿色部分。每一列是一个使用场景,但是彼此独立。比如左边第二列,是最常见的应用,就是M0+里运行BLE full stack,然后M4上跑BLE应用,比如mesh啊,比如其他标准或者自定义的profile,service啊。也可以,采用第四列,M0+里运行Thread FTD,Full Thread stack,然后绿色的M4内核部分运行Full thread应用。但是这两种使用场景是不能同时存在的。$ t6 T9 I; X* P " s" ]- O1 M! Z' | 目前,6种RF 协议栈都已经支持,并且随STM32CubeWB固件包一起发布。Zigbee协议栈也会马上支持,预计在下一个版本STM32CubeWB 1.3.0中大家可以拿到。 STM32CubeWB 固件包,当前最新版本是1.2.0,在Project目录下,有一个STM32WB coprocessor wireless binaries文件夹,下面就存放了最新版本的各种RF协议栈。1 d/ ~2 {. U" s' F 注意:所有随STM32CubeWB 固件包发布的协议栈,都是被ST私钥签名加密过的,必须搭配STM32WB中的FUS才能验签并且解密,然后烧写到M0+内核独享的secure flash中。 表格中前6行是前一页说的目前支持的6种RF 协议栈。后面两个,不是RF 协议栈,一个是FUS本身,一个是用于配合STM32CubeMonitor-RF做STM32WB板射频性能测试使用的。) a9 Q3 `) C0 U* T' u - u, E2 `4 a+ E7 x4 N+ Y FUS在芯片出厂时已经固化在STM32WB中,但是版本默认都是0.5.3,要想使用CKS功能,FUS要进行版本升级。现在STM32CubeWB固件包里的FUS是v1.0.1。 STM32WB. 固件例程:STM32Cube 功能扩展固件包 除了STM32CubeWB 固件包里包含的多个低功耗蓝牙和Thread应用的例程,在STM32CubeWB固件包之外,还有不少独立的固件例程,来展示STM32WB芯片的各种使用案例。5 z5 W& z3 {$ S( D. n
它们分别搭配的说明文档,在之前讲STM32WB的技术文档时,都已经提到过。 STM32WB. 软件工具 我们提供的丰富的基于STM32WB的低功耗蓝牙应用,有的是蓝牙板板子之间的通信,有的是蓝牙板和手机通信。! a+ |- l4 {+ `/ [7 D 需要用到的手机端app,源码都公布在st github下;苹果版app在苹果商店可以下载,安卓版app在STM32中文网站可以下载。 在做OTA和FUS更新时候需要用到的STM32Cube PC端工具,也都在表格里列了出来。下期介绍,我们会结合具体使用案例,来展示如何使用。 ( w, ^- l' R& s5 h# A7 ~ STM32WB. 本地培训材料 自从2017年推出STM32WB芯片以来,STM32中国支持团队,做了很多技术资料的本地化工作。包括今年中在六个城市的线下培训,由STM32WB技术支持工程师撰写培训材料,并到现场做培训,和客户交流,解决问题。手机扫描胶片里的二维码,可以下载到2019年STM32WB线下培训的课件。 % E4 I- ]' Z$ I" k7 t4 r5 g: B& v STM32WB. 本地方案 我们还开发了基于STM32WB的智能锁方案。除了STM32WB作为主控芯片,方案里还集成了ST的安全芯片STSafe,直流马达驱动芯片STSPIN240,NFC读卡器芯片ST25,加速度传感器芯片LSM303AGR。通过安卓手机app连接、配置并管理智能锁,包括 向服务器注册用户、注册锁 绑定锁和用户,并使用户成为管理员 添加和删除 锁关联的用户, 等等 智能锁的控制包括 通过按键, 开、关锁 使用安卓手机app,通过蓝牙, 开、关锁 通过手机自带的NFC,开、关锁 通过事先关联的NFC tag,开、关锁 通过临时密码,开、关锁 整个方案都是开源的,包括原理图、手机app源码,MCU端固件,详情登陆链接http://club.stmcu.com.cn:8080/smartlock/ (复制链接粘贴到外部浏览器搜索),了解更多信息。 : }* g! q/ T5 d |
STM32WBA55上手BLE点灯
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您好,开源的STM32WB的智能锁方案链接失效了,有新的下载地址吗?
谢谢,学习