STM32WL是世界上第一款在其硅片上集成 LoRa 收發(fā)器的無(wú)線微控制器。到目前為止，該行業(yè)要么擁有分立的 MCU 和收發(fā)器，要么擁有相同封裝但不同裸片的兩個(gè)組件（系統(tǒng)級(jí)封裝）。新器件通過(guò)實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單、更靈活、更集成和更節(jié)能的設(shè)計(jì)，為原始應(yīng)用打開(kāi)了大門。我們今天推出的首批 STM32WL 面向 OEM 和選定的 ST 客戶，他們也可以按需訪問(wèn) LoRAWAN 堆棧，從而加快他們的生產(chǎn)量產(chǎn)。因此，讓我們更好地理解為什么業(yè)界如此熱衷于支持 LoRa 的片上系統(tǒng)以及使 STM32WL 與眾不同的 ST 優(yōu)化。

為什么在 STM32 MCU 中使用 LoRa？

在進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查中，研究人員確定 LoRa 可以解決困擾物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廣泛采用的重大挑戰(zhàn)。它使用亞千兆赫頻率及其啁啾擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸小型封裝，同時(shí)使其更能抵御干擾，整體上更穩(wěn)健。事實(shí)上，在國(guó)際電力與能源系統(tǒng)雜志2上發(fā)表的另一篇論文中，中國(guó)學(xué)者表明，LoRa是一種優(yōu)秀的智能電網(wǎng)調(diào)制方式，為優(yōu)化智能電表的實(shí)施提供了方法論。他們還指出，智能電網(wǎng)是減少溫室氣體排放和滿足最新歐洲標(biāo)準(zhǔn)的重要工具。因此，STM32WL 是邁向遠(yuǎn)程 （LoRa） 技術(shù)民主化的重要一步。

為什么 STM32WL 更靈活？雙輸出功率和多重調(diào)制

新設(shè)備嵌入了基于 Semtech SX126x 的特殊設(shè)計(jì)無(wú)線電，提供兩種功率輸出：一個(gè)高達(dá) 15 dBm，另一個(gè)高達(dá) 22 dBm。此外，由于收發(fā)器提供150 MHz 至 960 MHz 的線性頻率范圍，因此可以在世界各地使用 STM32WL。例如，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求 LoRa 系統(tǒng)使用較低的輸出和 868 MHz 的頻率，而北美可以高達(dá) 22 dBm 并需要 915 MHz。因此，開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)他們的特定地區(qū)定制 STM32WL 系列，優(yōu)化其性能，并輕松地將他們的系統(tǒng)開(kāi)放給其他國(guó)家。 此外，能夠?yàn)?STM32 MCU 和收發(fā)器驗(yàn)證一個(gè)組件將節(jié)省時(shí)間并降低材料清單和運(yùn)營(yíng)成本。

STM32WL 的亞千兆赫收發(fā)器與LoRa、（G）FSK、（G）MSK和BPSK調(diào)制方案兼容。很容易低估此功能的范圍。然而，這意味著 STM32WL 可以通過(guò) LoRa 調(diào)制運(yùn)行 LoRaWAN 堆棧和 Sigfox 堆棧，這要?dú)w功于它對(duì)二進(jìn)制相移鍵控 （BPSK） 的支持。公司不再需要在兩者之間做出選擇。與 （G）FSK 和 （G）MSK 以及 BPSK 的兼容性意味著 STM32WL 還將與在尋求創(chuàng)建獨(dú)特解決方案的組織中流行的專有協(xié)議一起使用。因此，支持所有這些調(diào)制增加了 STM32WL 的靈活性和國(guó)際吸引力。

為什么 STM32WL 如此高效？架構(gòu)優(yōu)化和內(nèi)存空間

STM32WL 受益于STM32WB 上引入的優(yōu)化，STM32WB 是集成藍(lán)牙模塊的 STM32 MCU，于 2019 年上市。傳統(tǒng)上，工程師需要兩個(gè) 32 MHz 外部晶體：一個(gè)與 Cortex-M4 同步，另一個(gè)用于 LoRa 收發(fā)器。由于我們的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)只需要一個(gè)晶體作為 MCU 和無(wú)線電的高速時(shí)鐘，從而有助于減少材料清單和簡(jiǎn)化 PCB 設(shè)計(jì)。

我們通過(guò)包括一個(gè)開(kāi)關(guān)模式電源和一個(gè) LDO 來(lái)優(yōu)化電源管理，以縮短 STM32WL 從任何低功耗模式的喚醒時(shí)間。準(zhǔn)備好此類 SMPS 通常需要大約 60 μs，但由于 LDO 的存在，即使 SMPS 尚未準(zhǔn)備好，MCU 也可以在 5 μs 或更短的時(shí)間內(nèi)喚醒。當(dāng) STM32WL 退出睡眠、停止或待機(jī)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)首先使用 LDO 并可以在等待 SMPS 準(zhǔn)備就緒的同時(shí)開(kāi)始處理信息。

意法半導(dǎo)體針對(duì)各種內(nèi)存需求進(jìn)行了規(guī)劃，并將推出具有 64 KB、128 KB 和 256 KB 閃存的設(shè)備，以滿足各種開(kāi)發(fā)人員的應(yīng)用需求，同時(shí)幫助他們實(shí)現(xiàn)成本目標(biāo)。因此，團(tuán)隊(duì)可以在更大的測(cè)試模型上編寫他們的軟件，而不必過(guò)多擔(dān)心資源耗盡，然后花時(shí)間優(yōu)化他們的代碼以在更小的內(nèi)存占用上運(yùn)行。由于即將推出的 STM32CubeMX 版本，將 LoRa 無(wú)線電與 STM32 MCU 放在同一個(gè)芯片上也使引腳配置更簡(jiǎn)單。

如何準(zhǔn)備 STM32WL？

希望為 STM32WL 的大眾市場(chǎng)可用性做準(zhǔn)備的愛(ài)好者或?qū)I(yè)人士可以開(kāi)始研究STM32L4 Nucleo 板和 Semtech 擴(kuò)展板，例如 SX1262DVK1DAS、SX1262DVK1CAS 或 SX1262DVK1BAS。STM32L4 與 STM32WL 中的 Cortex-M4 非常接近，開(kāi)發(fā)人員可以試驗(yàn)其安全性和安全性功能，例如內(nèi)存保護(hù)、私鑰加速、真隨機(jī)數(shù)生成器、糾錯(cuò)系統(tǒng)和看門狗等。將代碼移植到 STM32WL 將需要更改，但它們將是最小的，從而使團(tuán)隊(duì)能夠在競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。今天運(yùn)送給 OEM 的設(shè)備使用 BGA 外殼，但到 2020 年底將提供更多種類的封裝以及 Sigfox 堆棧。

審核編輯：郭婷