- Высокопроизводительные микроконтроллеры STM32WB с поддержкой Bluetooth 5 и IEEE 802.15.4
- Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №1 2018
- Серия STM32WB поддерживает стандарт Bluetooth 5, а также беспроводные протоколы 802.15.4 для удовлетворения требований широкого спектра приложений, которым нужны лучшие беспроводные решения в своем классе.
- Есть аналоги esp8266 без WIFI, но bluetooth/BLE (миниатюрный микроконтроллер с BLE)?
- Войдите, чтобы написать ответ
- Как долго может храниться информация на карте памяти, не подключённой к устройству?
Высокопроизводительные микроконтроллеры STM32WB с поддержкой Bluetooth 5 и IEEE 802.15.4
Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №1 2018
Серия STM32WB поддерживает стандарт Bluetooth 5, а также беспроводные протоколы 802.15.4 для удовлетворения требований широкого спектра приложений, которым нужны лучшие беспроводные решения в своем классе.
Обзор возможностей семейства
Многопротокольные беспроводные и ультранизкопотребляющие устройства STM32WB55xx сочетают в себе производительность и сверхнизкое энергопотребление, совместимое с технологией Bluetooth ® Low Energy SIG v5.0 и с IEEE 802.15.4-2011. Они содержат распределенное ядро Arm ® Cortex ® -M0+ для выполнения всех операций низкого уровня в режиме реального времени.
Устройства STM32WB55xx рассчитаны на чрезвычайно малую мощность и основаны на высокопроизводительном 32-разрядном RISC-ядре Arm ® Cortex ® -M4, работающем на частоте до 64 МГц. Ядро Cortex ® -M4 имеет блок для выполнения операций с плавающей точкой (FPU) ординарной точности, который поддерживает обработку всех инструкций и данных ARM с ординарной точностью. Ядро также реализует полный набор инструкций для операций цифровой обработки сигналов (DSP) и блок защиты памяти (MPU), который повышает безопасность приложений.
Рис. 1. Блок-схема микроконтроллера STM32WB55VG
Усовершенствованная межпроцессорная связь обеспечивается IPCC с шестью двунаправленными каналами. HSEM предоставляет аппаратные семафоры, используемые для распределения общих ресурсов между двумя процессорами.
Устройства STM32WB55xx включают высокоскоростную память (флэш-память до 1 Мбайт, до 256 Кбайт SRAM), интерфейс флэш-памяти Quad-SPI (доступен на всех пакетах) и расширенный диапазон усовершенствованных входных/выходных линий и периферийных устройств.
Прямая передача данных между памятью и периферийными устройствами и из памяти в память поддерживается 14 каналами DMA с полным доступом к каждому каналу с помощью периферии DMAMUX.
Устройства STM32WB55xx включают несколько механизмов для встроенной флэш-памяти и SRAM: защита считывания, защита от записи и защита проприетарного кода. Части памяти могут быть защищены для предоставления эксклюзивного доступа к ядру Cortex ® -M0+.
Два механизма AES-шифрования PKA и RNG обеспечивают MAC нижнего уровня и верхний уровень криптографии. Функция хранения ключа клиента может использоваться для скрытия ключей.
Устройства предлагают один быстрый 16-разрядный АЦП и два компаратора с ультранизким энергопотреблением, связанные с генератором опорного напряжения высокой точности.
STM32WB55xx включают маломощный RTC, один расширенный 16-разрядный таймер, один 32-разрядный таймер общего назначения, два 16-разрядных таймера общего назначения и два 16-разрядных маломощных таймера.
Кроме того, доступно до 28 емкостных датчиков. Устройства также включают встроенный ЖК-драйвер до 8×40 или 4×44, с внутренним повышающим преобразователем. Они также оснащены стандартными и расширенными коммуникационными интерфейсами.
STM32WB55xx работают в диапазоне температур от –40 до +105 ° C (+125 °C) от источника питания от 1,71 до 3,6 В. Полный набор режимов энергосбережения позволяет использовать их при разработке низкопотребляющих устройств.
STM32WB55xx интегрирует высокоэффективный понижающий преобразователь SMPS. Он включает в себя независимые источники питания для аналогового входа АЦП и компараторов, а также 3,3-В выделенный вход питания для USB.
Специальное питание VBAT дает возможность создавать резервные копии генератора LSE 32,768 кГц, RTC и резервные регистры, что позволяет STM32WB55xx предоставлять эти функции, даже если основное питание (VDD) отсутствует, через батарею типа CR2032, суперкап или небольшую перезаряжаемую батарею.
Устройства STM32WB доступны в виде 48-контактного UQFN, 68-контактного VQFN или 100-контактного WLCSP с до 72 GPIO. Каждый из них может быть задан с любой из трех конфигураций памяти, предоставляя выбор 256 кбайт флэш-памяти и 128 кбайт ОЗУ, 512 кбайт Flash / 256 кбайт ОЗУ или 1 Мбайт Flash / 256 кбайт ОЗУ.
SOC и экономия ресурсов
Рис. 2. Беспроводные возможности микроконтроллера
Новые микроконтроллеры STM32WB для беспроводной системы на чипе (SoC) объединяют полнофункциональный микроконтроллер Arm ® Cortex ® -M4 для запуска основного приложения, а также ядра Cortex-M0+ для разгрузки основного процессора и обеспечения работы в реальном режиме времени радиочасти с низким потреблением энергии Bluetooth (BLE) 5 и IEEE 802.15.4. Радиочасть также может одновре менно запускать другие беспроводные протоколы, включая OpenThread, ZigBee ® или проприетарные протоколы, предоставляя еще больше возможностей для разработки устройств «Интернета вещей» (IoT).
В настоящее время немногие производители предлагают аналогичные двухпроцессорные беспроводные чипы, способные управлять пользовательским приложением и радио по отдельности для обеспечения оптимальной производительности и с большим объемом памяти. Альтернативы обычно используют начальные уровни ядра Cortex-M начального уровня, которые вводят ограничения архитектуры.
Комбинируя высокопроизводительный Cortex-M4 с Cortex-M0+ для сетевой обработки, STM32WB использует технологии малопотребляющих микроконтроллеров от ST, чтобы сочетать превосходные радиочастотные характеристики для увеличения срока службы батареи. SoC содержит в себе схему (balun) для подключения к антенне, которую инженеры обычно должны разрабатывать самостоятельно, а также более расширенную пользовательскую и системную память, аппаратное шифрование и хранение ключей клиентов для защиты бренда и IP.
В качестве эволюции известной и ведущей на рынке серии малопотребляющих MCU STM32L4, платформа STM32WB обеспечивает встроенную беспроводную связь с семейством STM32 ST. Маломощный радиоприемник 2,4 ГГц потребляет всего 5,5 мА в режиме передачи данных и всего 3,8 мА при приеме. STM32WB предлагает удобный радиочастотный канал связи –102 дБ и способен на выходную мощность +6 дБ. Интегрированный балун, используя опыт ST в одночиповых балунах, экономит до девяти дополнительных внешних компонентов.
Есть аналоги esp8266 без WIFI, но bluetooth/BLE (миниатюрный микроконтроллер с BLE)?
Есть ли какие-то популярные микроконтроллеры со встроенным bluetooth/BLE, небольшого размера (примерно с ESP8266 и не больше Arduino Nano) и в ценовом диапазоне до 500 руб?
TI: CC2541 (старый, не держит как central больше двух подключений, но проверенный)
TI: CC2640 (новый, модный, но есть баги в стеке)
Nordic: nRF51822 (старый, проверенный, надежный)
Nordic: nRF52823 (новый, много памяти, NFC)
ST: BlueNRG-1 (только на днях анонсировали, энергопотребление пока лучшее в режиме peripheral)
Dialog: DA14583 (на Диалоге Xiaomi свои браслеты делает, API ужасное)
Есть еще у Toshiba, CSR, Cypress (неплохие, кстати), Broadcom. По моему, только ленивый сегодня BLE не делает.
Можете еще посмотреть на модули от Microchip или Bluegiga (сейчас Silabs). Там скриптовый язык и AT-команды для управления, будет проще взлететь.
HC-04, как это ни странно, имеет на борту полнофункциональный микроконтроллер. А к нему ардуйню фигачат.
Хм. не знал. Спасибо за информацию. Тоже думал, что его только как bluetooth-модуль для другого контроллера можно использовать. А HC-05, HC-06, ну вообщем остальные HC-0* так же имеют микроконтроллер на борту?
Есть у меня такое правило, если нужен какой-то чип, то первым делом надо посмотреть решения от TI
www.ti.com/lsds/ti/wireless_connectivity/overview.page