请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

STM32的无线进击路丨世界上首款LoRa Soc单片机  

[复制链接]
STMCU-管管 提问时间:2020-4-23 10:09 /
11.png

STM32WL,全球首颗内置LoRa收发器的SoC,加快LoRa® IoT智能设备开发

MCU多种多样,芯片设计一直沿着这样的思路:通过提供不同的内核、不同的存储器容量、不同的外设和封装选择,给客户带来可覆盖不同应用的芯片级解决方案。自2018年第一颗无线MCU系列STM32WB问世,STM32便迈入无线进击路。
物联网的复杂应用场景,开发者需要考虑的因素很多,包括成本、速率、寿命、移动性和覆盖范围等等,因此也产生了多种组网技术,有官方加持的授权频段技术,也有生机勃勃的非授权频段技术。低功耗、远距离、大连接的 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network,低功耗广域网络)技术,因其独特的灵活性脱颖而出,得到物联网业界认可。

22.png

LoRa 作为 LPWAN 主流技术之一,正在赋能智慧城市中的物联网转型,为智慧物流、工业物联网提供适配技术,降低智慧农业的链路预算,优化智能家居的电池寿命。

LoRa“老辣

LoRa,是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,属于物联网通信技术之一,采用线性调制扩频的方式,能显著提高接收灵敏度。LoRa是“Long Range”的缩写,最大特点就是长距离通信。

LoRaWAN标准已建立起LoRa芯片、模组、基站或网关、网络服务、应用服务的完整生态链  

LoRa技术最初是由法国公司Cycleo研发,后被美国公司Semtech(升特)收购,并基于LoRa技术开发出一整套LoRa通信芯片解决方案,包括用于网关和终端上不同款的LoRa芯片,这是一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术的芯片。LoRa凭借其惊人的灵敏度(-148dbm)、强悍的抗干扰能力、出色的系统容量表现,赢得了广泛的关注。LoRa改变了传输功耗和传输距离之间的平衡,为业界提供了一个能实现远距离、长电池寿命、大系统容量、低硬件成本的全新通信技术,而这正是物联网(IoT)所需要的。
Semtech还发起成立了国际LoRa联盟(LoRa Alliance),制定并优化LoRaWAN协议,这种大容量、低功耗的星形组网架构和协议,可实现无线广域组网。从LoRaWAN的网络架构来看,LoRa调制技术主要用于终端节点到网关之间数据传输。

33.jpg

LoRa 的网络结构

众所周知,一项技术能不能发扬光大,最主要就是看它的生态系统是否强大。目前,LoRaWAN标准已建立起LoRa芯片、模组、基站或网关、网络服务、应用服务的完整生态链。
近几年,LoRa在全世界跑马圈地,高速发展,不乏大量应用场景落地的案例。截止目前,在全球范围内已有超过1亿个LoRa终端接入节点,以技术驱动生产,以市场验证落地,LoRa技术将成为全球物联网的事实标准。中国作为最大的物联网应用市场,承担了近半的LoRa节点部署数量,在能源、公共安全、智慧楼宇、电力、军事工业等行业都得到广泛的认可和应用;同时,LoRa技术在室内和社区场景应用,也不断发力,这将会成为LoRa最值得期待的市场。
为什么要在STM32 MCU中内置LoRa?

作为STM32 RF 连接产品组合的补充,STM32WL 片上系统在同一芯片上集成了通用微控制器和 sub-GHz 无线控制单元,是世界上第一颗将LoRa收发器集成到SoC芯片上的无线微控制器。之前,市场上的LoRa无线解决方案,要么是分立的微控制器和收发器,要么是两个组件使用同一封装,但使用不同的裸片,即系统级封装。STM32WL通过实现更简单、更灵活、更高集成度和更节能的设计,赋能物联网应用。
LoRa是有能力解决泛在物联网设备组网难题的技术之一。它使用亚千兆赫兹频率以及其Chirp扩频调制技术,可以实现小数据包的长距离传输,同时使其具有更强的抗干扰能力和更强的整体性。LoRa最早最成功的应用是智能电表,可以说“为表而生”。在《国际电力与能源系统杂志》上发表的一篇论文中,中国学者表明,LoRa技术可对智能电网进行出色调制,并提供了优化智能电表实施的有效途径。在这样的B端应用场景下,STM32WL的问世是迈向远程(LoRa)技术普适化的重要一步。

44.jpg

STM32WL的七大特点为你带来不同

STM32WL 微控制器以 Arm®Cortex®‐M4 内核架构为基础构建,支持多种调制模式LoRa®、(G)FSK、(G)MSK 和 BPSK,能够以一种完全开放的方式确保采用 LoRaWAN® 或任何其它适合协议,以实现无线应用灵活性。STM32WL 微控制器具有基于 Semtech SX126x 的 sub-GHz 无线电功能,可满足工业和消费物联网 (IoT) 中各种低功耗广域网 (LPWAN) 无线应用的需求。

借助深度集成,STM32WL的创新型开放式架构针对LoRaWAN® 传统/专有协议进行了优化,可实现灵活的资源使用和高效的电源管理,这有助于在降低 BOM 成本的同时提供更出色的用户体验。

STM32WL 系列采用与超低功耗STM32L4 微控制器中实现的同种技术进行开发,为需要通过sub-GHz 收发器延长电池使用寿命和扩展 RF 距离的应用提供相似的数字和模拟外设。为确保全球兼容性,STM32WL MCU 提供了双电源输出和宽泛线性频率范围,以满足任何非授权 RF 频谱的需求。

STM32WLE5 系列具有丰富的利于通信的外设及特性,包括多达 43 个 GPIO、用于优化功耗的集成SMPS 以及多种可最大限度延长电池使用寿命的低功耗模式。双电源输出和宽线性频率范围确保全球兼容性。
除了无线和超低功耗特性外,STM32WL 微控制器还包括嵌入式安全硬件功能,例如 128 位/256 位 AES 硬件加密、PCROP读/写保护以及使用椭圆曲线加密引擎的公钥加密。

55.png
STM32WL的性能

总体而言,STM32WL 产品是STM32 系列在 sub-GHz 无线连接领域的领军产品,兼具易用性和可靠性,同时可完美满足各种工业和消费类应用的需求。

为什么STM32WL更灵活?
双电源输出和多重调试

STM32WLE5 微控制器符合LoRa Alliance® 发布的 LoRaWAN® 规范的物理层要求。其支持的 LoRa®、(G)FSK、(G)MSK和 BPSK调制也可用于传统或专有协议。

66.jpg

STM32WL支持多重调试技术

无线电功能适用于以符合无线电法规为目标的系统,这些法规包括但不限于 ETSI EN300 220、FCC CFR 47 第 15 部分、“中国法规要求”和日本 ARIBT-108。从150 MHz 到 960 MHz 的连续频率覆盖可以支持全球所有主要的 sub-GHz ISM 频段。
STM32L现有5大子系列,STM32L0、STM32L1、STM32L4/STM32L4+和刚刚宣布量产的STM32L5,为低功耗应用提供了完整的解决方案。除去基于Arm Cortex-M33 内核的STM32L5,更强调安全功能,其他四个系列各有千秋,又可实现快速移植。

77.png
NUCLEO-WL55JC1

STM32WL同样也被纳入STM32生态系统。硬件开发板NUCLEO-WL55JC1嵌入了基于Semtech SX126x的经过特殊设计的射频模块,有两种功率输出:一种功率高达15dBm,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,这使得STM32WL可在全球应用。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。集成通用MCU和LoRa收发器的STM32WL,可以节省时间并减少物料清单和运营成本。STM32WL的千兆赫收发器与LoRa,(G)FSK,(G)MSK和BPSK调制方案兼容。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。与(G)FSK和(G)MSK以及BPSK的兼容性,表明STM32WL也可与专有协议兼容。
支持所有这些调制技术,让STM32WL具有更大的灵活性和全球兼容性。

为什么STM32WL如此高效?
架构优化和内存空间

STM32现有两款无线系列产品,STM32WB是集成了蓝牙模块的STM32 MCU,于2019年上市,而刚刚问世的STM32WL受益于STM32WB上引入的优化功能。以往,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;而STM32WL的体系结构,仅需一个晶体即可用于MCU和无线电的高速时钟,从而有助于减少物料清单并简化PCB设计。

88.png

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。

STM32WL有多种内存选择,64KB、128 KB和256 KBFlash,以满足开发人员的各种应用需求,同时还帮助控制成本。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。

即将推出的STM32CubeMX新版本,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。


收藏 2 评论48 发布时间:2020-4-23 10:09

举报

48个回答
desk1983 回答时间:2020-5-17 08:37:07
STM32WL可以通过LoRa调制同时运行LoRaWAN堆栈和Sigfox堆栈。与(G)FSK和(G)MSK以及BPSK的兼容性,表明STM32WL也可与专有协议兼容。
支持所有这些调制技术,让STM32WL具有更大的灵活性和全球兼容性
STM32WL有多种内存选择,64KB、128 KB和256 KBFlash,以满足开发人员的各种应用需求,同时还帮助控制成本。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。
hhhhhhhaa 回答时间:2020-5-15 17:06:42
为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间
hhhhhhhaa 回答时间:2020-5-15 17:06:21
为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间为什么STM32WL如此高效?

架构优化和内存空间
freeelectron 回答时间:2020-4-23 10:41:39
陌路夕颜 回答时间:2020-4-23 12:18:14
看起来不错
sumoon 回答时间:2020-4-23 15:37:56
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
mylovemcu 回答时间:2020-4-24 08:09:04
我想要开发板
顺其自然90 回答时间:2020-4-24 11:18:23
顺其自然90 回答时间:2020-4-24 11:18:41
不错不错
顺其自然90 回答时间:2020-4-24 11:19:13
学习了  
STMCU-管管 回答时间:2020-4-26 08:44:34

去参加活动吧
李康1202 回答时间:2020-4-29 10:20:53
积分换礼什么时候有活动
guoyuli 回答时间:2020-4-29 21:04:55
便宜啊!
niuniu_691201 回答时间:2020-5-9 14:50:49
看起来真的不错
阿青_STM32 回答时间:2020-5-15 14:38:51
谢谢分享!
hhhhhhhaa 回答时间:2020-5-15 17:00:50
双电源输出和多重调试

hhhhhhhaa 回答时间:2020-5-15 17:01:06
双电源输出和多重调试

1234下一页

所属标签

相似问题

关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版