STM32WL – nowy mikrokontroler ze zintegrowanym układem radiowym dalekiego zasięgu LoRa


 

Układ STM32WL poszerza portfolio mikrokontrolerów firmy ST wyposażonych w układ radiowy (rodzina STM32W). Wykonany w technologii SOC STM32WL integruje standard LoRa z wydajnym uC z rdzeniem Cortex M4. Układ ten jest pionierem rodziny STM32 w zakresie łączności bezprzewodowej w paśmie poniżej GHz (sub-GHz), oferując łatwość użytkowania i niezawodność. Jest przy tym doskonale dostosowany do szerokiej gamy zastosowań przemysłowych i konsumenckich na całym świecie.

Rosnące zapotrzebowanie rynku na komunikację wąskopasmową dalekiego zasięgu leży u podstaw powstania układu STM32WL. Zgodnie z ideą rodziny STM32W łączy on uC i układ radiowy, w tym przypadku zaimplementowano technologię LoRa.
STM32WL
Zastosowany uC bazuje na dobrze znanym rdzeniu Arm® Cortex®-M4, a układ radiowy oparty jest na IP core SX126x. Układ może pracować nie tylko w standardzie LoRa®, zapewnia także wiele standardowych modulacji (G) FSK, (G) MSK, BPSK. Dzięki temu w elastyczny sposób wpasowuje się w aplikacje bezprzewodowe z LoRaWAN®, lub z innym protokołem w całkowicie otwarty sposób, np. na potrzeby IoT. Wbudowany stos LoRaWAN® dostępny jest opcjonalnie.

Układ opracowany został przy użyciu tej samej technologii, co ta zastosowana w mikrokontrolerach STM32L4, dzięki czemu STM32WL z jednej strony zawiera podobny zestaw peryferiów cyfrowych i analogowych a z drugiej charakteryzuje się bardzo niskim poborem mocy zapewniającym dużą żywotność baterii.

Aby zapewnić ogólnoświatową kompatybilność, MCU STM32WL są wyposażone w dwa wzmacniacze mocy w.cz. (15dBm oraz 22dBm) i szeroki liniowy zakres częstotliwości pasujący do wszelkich potrzeb w zakresie nielicencjonowanego pasma RF.

STM32WL

Połączenie bezprzewodowe

Mikrokontrolery STM32WLE5 są zgodne z wymaganiami dotyczącymi warstwy fizycznej specyfikacji LoRaWAN® wydanej przez LoRa Alliance®. Dostępne modulacje LoRa®, (G) FSK, (G) MSK i BPSK mogą być również stosowane w starszych i zastrzeżonych protokołach.

Radio nadaje się do systemów zgodnych z przepisami radiowymi, w tym między innymi ETSI EN 300 220, FCC CFR 47 część 15, chińskimi wymogami regulacyjnymi i japońskim ARIB T-108. Ciągły zakres częstotliwości od 150 do 960 MHz umożliwia obsługę wszystkich głównych pasm ISM sub-GHz na całym świecie.

 

STM32WL

 

Peryferia systemowe

Linia STM32WLE5 obejmuje szeroką gamę funkcji komunikacyjnych, w tym do 43 GPIO, zintegrowany SMPS do optymalizacji zużycia energii, wiele trybów niskiego poboru mocy w celu maksymalizacji żywotności baterii.

Bezpieczeństwo i identyfikator

Oprócz funkcji bezprzewodowych i bardzo niskiego poboru mocy, mikrokontrolery STM32WL zawierają wbudowane funkcje sprzętowe, takie jak szyfrowanie sprzętowe AES 128- / 256-bitowe, ochrona przed odczytem / zapisem PCROP oraz kryptografia klucza publicznego z silnikiem szyfrowania krzywej eliptycznej.

 

STM32WL

 

Gdzie zastosować mikrokontroler STM32WL?

  1. Inteligentne miasta i budynki
    • Aż do +22dBm mocy wyjściowej dla szerokiego zasięgu
    • Czułość -148 dBm z LoRA: solidne łącze RF
    • Obniżony koszt BOM
  2. Logistyka
    • Unikalne ID dla lepszej identyfikowalności
    • Tryb 390 nA z RTC i 32 KB RAM dla przedłużenia żywotności baterii
    • Mały rozmiar obudowy UFBGA 5×5
  3. Przemysłowe IoT
    • Kompatybilny z MCU do 105 st.C
    • Czas budzenia to tylko 5 µs
    • Optymalizacja zużycia baterii – tylko 5,4 mA jako zużycie LoRa RX
  4. Inteligentne rolnictwo
    • Budżet łącza> 160 dB = bardzo duże odległości
    • Doskonała żywotność baterii: tylko 15 mA dla zużycia LoRa TX @ 10dBm
    • PCROP, ECC, TRNG, PKA dla najlepszej niezawodności projektu
  5. Inteligentny dom
    • Do 71 µA / MHz w trybie pracy dla wydajnego działania
    • 12-bitowy ADC i DAC do mieszanych zastosowań
  6. Narzędzia
    • Kompatybilność na całym świecie, zakres liniowy od 150 MHz do 960 MHz
    • Kabel wieloprotokołowy
    • Długa żywotność urządzenia, aż do 10 lat

Anteny – dobrze skorzystać ze sprawdzonych produktów
STM32WL
Dopasowanie odpowiedniej anteny do aplikacji bezprzewodowej stanowi zawsze wyzwanie dla konstruktora. Tworząc aplikacje opartą o nadajnik S2-LPTX warto rozważyć zastosowanie anten od firm Proant lub Unictron. W szczególności polecamy model PRO-OB-471 firmy Proant (antena typu PIFA na zakres częstotliwości: 860MHz – 870MHz, 902MHz – 928MHz) oraz model AA701 od firmy Unictron (antena ceramiczna na zakres częstotliwości pracy: 863 – 870 Mhz). Antena firmy Unictron PRO-OB-471 wykazuje bardzo małą wrażliwość parametrów radiowych na elementy metalowe znajdujące się w bliskiej odległości od anteny.

Polecane kwarce i TCXO

Do aplikacji opartej o układ S2-LPTX proponujemy niewielkie kwarce do montażu powierzchniowego, które są dedykowane do tego rozwiązania. Produkt firmy NDK o nazwie NX3225GA posiada kompaktowe wymiary (3,2 × 2,5 × 0,75 mm) oraz wysoką stabilność parametrów częstotliwościowych. Dla aplikacji wymagających wąskiego kanału radiowego i pracy w szerokim zakresie temperatur proponujemy TCXO NT2016SA z firmy NDK.

 

STM32WL
Zastosuj układ STM32WL w swojej aplikacji – płyta ewaluacyjna Masters

We współpracy z STMicroelectronics firma Masters zaprojektowała płytę ewaluacyjną opartą o układ STM32WL. W celu otrzymania płyty ewaluacyjnej, próbek oraz dodatkowego wsparcia technicznego zachęcamy do kontaktu z naszym działem R&D rd@masters.com.pl.