ST将STM32的功能(néng)和连接优势整合到无線(xiàn)MCU模块中

2021-01-09

物(wù)联网传感器节点的射频挑战

典型的物(wù)联网无線(xiàn)传感器节点的框图如下所示。

MCU收集并处理(lǐ)传感器数据，同时还运行射频（RF）协议栈。该堆栈通过无線(xiàn)電(diàn)收发器将收集到的数据发送到网关，在网关上进行大量处理(lǐ)和数据传输。 

对于没有(yǒu)或只有(yǒu)很(hěn)少射频设计经验的公司，设计收发器和天線(xiàn)可(kě)能(néng)会带来严峻的挑战。尽管如此，天線(xiàn)设计仍会对整體(tǐ)系统性能(néng)以及系统是否可(kě)以通过认证测试产生重大影响。

优化收发器也可(kě)能(néng)与天線(xiàn)调谐一样具有(yǒu)挑战性。為(wèi)了解决这些问题，许多(duō)小(xiǎo)型团队通常必须将流程外包。除了设计复杂性之外，向产品添加无線(xiàn)连接的另一个主要障碍是：认证成本。

需要进行许多(duō)实验室测试，以确保产品符合所需的标准。这是一个昂贵且耗时的过程。对于试图生产小(xiǎo)批量产品的小(xiǎo)团队来说，在测试和归档上花(huā)费数万甚至数十万美元可(kě)能(néng)是令人沮丧的。 

无線(xiàn)MCU可(kě)以帮助您

无線(xiàn)MCU将无線(xiàn)電(diàn)收发器与MCU集成在一起。因為(wèi)设计师不必担心将MCU连接到无線(xiàn)電(diàn)，所以这大大简化了设计过程。

除了简化電(diàn)路板设计并减少材料清单之外，这种集成方法还使设计不易受到干扰，因為(wèi)它在收发器和MCU之间采用(yòng)了较短的连接。

此外，使用(yòng)无線(xiàn)MCU，设计人员可(kě)以从以下事实中受益：大部分(fēn)设计已经通过了认证测试。这使小(xiǎo)公司可(kě)以节省大量时间和金钱。  

意法半导體(tǐ)的无線(xiàn)MCU：STM32WBx5

所述STM32WBx5家庭本质上是一个STM32L4 MCU在64MHz运行（如应用(yòng)处理(lǐ)器）和2.4GHz的无線(xiàn)電(diàn)上的Cortex_M0实现+在32MHz（网络处理(lǐ)器）上运行。当网络处理(lǐ)器处理(lǐ)2.4 GHz无線(xiàn)電(diàn)的无線(xiàn)操作时，Cortex-M4处理(lǐ)器可(kě)以实时运行应用(yòng)程序。

STM32WBx5系列支持蓝牙LE 5.2，IEEE 802.15.4 Zigbee，線(xiàn)程和并发无線(xiàn)标准。而且，该MCU系列提供了许多(duō)I / O，高达1 MB的闪存，一个浮点单元（FPU），以及可(kě)以帮助满足应用(yòng)程序低功耗要求的节能(néng)模式。 

STM32WB55xx的框图。 

FPU允许在硬件中进行32位浮点运算。由于设计人员不再需要检查溢出，而这是使用(yòng)定点处理(lǐ)器时所必需的，因此这简化了计算。基于Cortex-M4的32位MCU的FPU可(kě)能(néng)有(yǒu)用(yòng)的一个示例应用(yòng)是将GPS，加速度计和陀螺仪测量结合起来以提高定位精度。

除了上面讨论的处理(lǐ)核心之外，STM32WBx5 MCU还包括无線(xiàn)IP和巴伦。该系列的另一个重要优点是，该封装与两层PCB兼容，可(kě)以根据产品要求实现具有(yǒu)成本效益的解决方案。 

ST旨在进一步简化流程

意法半导體(tǐ)最近宣布了一款基于STM32WB55无線(xiàn)MCU的紧凑型模块。新(xīn)模块STM32WB5MMG包括一个微型天線(xiàn)，以及天線(xiàn)和接收器之间所需的匹配電(diàn)路。 

STM32WB5MMG模块的框图。 

它还集成了内置开关模式電(diàn)源（SMPS）電(diàn)路以及频率控制组件。据说新(xīn)模块集成了天線(xiàn)所有(yǒu)部件，可(kě)以进一步加速新(xīn)的蓝牙LE和基于802.15.4的IoT设备的市场推广。使用(yòng)STM32WB5MMG模块，可(kě)以进一步简化对认证的访问。

解决设计复杂性和认证成本的难题，使小(xiǎo)型团队可(kě)以更轻松地创建Bluetooth LE，Zigbee或Thread应用(yòng)程序。  

优化的足迹

STM32WB5MMG封装在7mm x 11.3mm的封装中，用(yòng)于将主要功能(néng)的引脚放置在封装周围的外部环上。当仅需要主要功能(néng)时，这使得该封装与低成本的两层PCB兼容。如下所示，用(yòng)于附加功能(néng)的焊盘位于包装的中间。   

网络保护功能(néng)

受益于STM32WB55无線(xiàn)MCU的所有(yǒu)功能(néng)，STM32WB5MMG提供了安全的软件更新(xīn)，包括用(yòng)于品牌保护和设备完整性的空中下载（OTA），客户密钥存储和专有(yǒu)代码读取保护（PCROP），以保护开发人员的知识产权，和公钥认证（PKA）支持，用(yòng)于对代码和连接进行密码保护。