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具有无线功能的SoC的应用场景

—— 访STM32超低功耗和网络微控制器市场经理Hakim Jaafar
作者:时间:2018-10-29来源:电子产品世界收藏

  不久前,意法半导体(ST)宣布出货WB系列,它是双核无线通信芯片,整合一个功能丰富的Arm Cortex-M4微控制器和一个Arm Cortex-M0+内核处理器。Arm Cortex-M4微控制器用于运行主要应用软件;Arm Cortex-M0+内核用于减轻主处理器负荷,执行低能耗蓝牙(BLE) 5和IEEE 802.15.4射频实时处理任务。射频控制器还能同时运行其它无线通信协议,包括OpenThread、ZigBee或专有通信协议,为设备联入物联网(IoT)提供更多连接选择。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201810/393529.htm

  那么,为何ST现在才推出无线的MCU?实际上,此前ST有单独的MCU以及蓝牙BlueNRG来支持无线或者是物联网应用,但是注意到客户用的MCU+蓝牙双芯片方案会有成本压力,所以希望可以把内部的IP放到里,做成单芯片。

  WB为何选择蓝牙或2.4G射频协议?以照明为例,传统上用得较多的是mesh,其中的ZigBee有一个小问题,需要专用的设备去控制灯,而现在人们希望用平板、手机或智能设备去控制灯。当使用智能设备控制时,蓝牙是现有的最好连接方式。当要以这种连接方式去改变传统的已经存在的ZigBee的应用时,最好的方式是当中有一个桥接,有一个设备可以同时支持这两种协议,这也就是为什么STM32WB要支持不同的协议,而且在应用场景下,能够同时支持这两种协议。

  在工业应用上,“MCU+射频模块”组合目前有三块比较大的应用市场。一是工业照明,它可能需要mesh的方式来覆盖,在较大的工厂环境以及多铁和金属的条件下要做到广覆盖,用蓝牙的方式会比较好。第二是表计,表计是一项对连接有较大需求的应用,这个应用的趋势是用蓝牙的方式进行控制(如平板、手机控制)来监测表的状态。或者可以作为传统应用的补充,因为它本身是会接到网关,再连接到网络,这个网关如果需要带蓝牙功能,就可以采用STM32WB来实现。第三,在工业应用上会有更多的传感器,工业设备需要较多的传感器用于监测状态,监测到的信息通过蓝牙的方式传递会比较方便。STM32WB具有低功耗,而且里面的蓝牙5.0有长距离优势,可以在较大的厂区里去完成相应的工作。

  分立的蓝牙芯片或ZigBee芯片今后的市场机会如何?客户的需求是多样化的,特别是物联网市场特别碎片化,有的可能需要比较小的资源,只是做一些透传的射频的功能,有的可能需要非常强大的资源,外部要加很强大的处理功能的主芯片,如MCU或者MPU。因此,传统的射频芯片还会存在,而集成化也是一个趋势,STM32WB的出现覆盖了很多主流的应用,它可以用单芯片来完成控制和射频的功能,所以说这两种架构的芯片其实是互补的,都会存在,关键是看市场有什么需求。

  STM32WB主要的技术挑战是什么?实际上,做一个芯片相对来讲不是特别难的事情,但是如何让芯片用起来,则存在很大的差距。芯片应用与生态系统、软件和第三方合作伙伴支持是相关的,STM32WB作为STM32家族里其中一个产品,它受益于整个现有的STM32生态,这个生态会让新的STM32WB用户更快建立它的项目,而现有的项目也很容易做升级。因此,STM32WB是比较领先的一个芯片,集成了无线协议,能够满足客户的需求,比如怎么用手机去控制组网的,怎么设置配置。

  双核方案的优势

  STM32WB采用了双核方案,开发的难度是否增加了?Hakim称,双核中的M0+不开放给用户使用,M0+只是跑蓝牙协议栈以及安全密钥的权限,客户的应用是在M4上运行,因此双核对客户来讲只是单核的MCU,因为M0+加上蓝牙只是外设或者可以看成一个链接,而客户做应用是基于M4。这比过去的单核蓝牙芯片更简单,过去单核MCU需要处理应用,还需要处理协议栈,因此更加复杂。而WB是把蓝牙的协议包起来,是独立的内核,不会跟应用的内核抢占它的资源,这是非常巧妙的设计。

  无线协议包在M0+里面,对用户不可见。那么用户如何去做这部分的修改?首先WB出厂就包含协议栈,放在M0+里;同时ST有HCI的接口,客户可以不用标准协议栈,而使用自己的私有协议栈,这个协议栈可放在M4里,也可以放在M0+里面,但是M0+是密私钥,你需要通过钥匙的认证,才可以把自己的ZigBee、Thread和私有协议栈放在M0+里跑。

  WiFi的规划

  在WiFi的方案方面,ST的计划是什么? WiFi现在是物联网中非常主流的应用。WiFi与蓝牙最大的区别在于WiFi通常用于功耗要求比较高的应用中,蓝牙则用于功耗比较敏感的应用。另外WiFi在智能家居领域覆盖较多。ST也注意到在智能家居中,WiFi通过网关转成蓝牙这一趋势,当然蓝牙现在还是多用于可穿戴和个人近场通讯方面。从ST的产品路线来看,STM32WB是第一款无线的产品线,ST将会投资更多的无线或者连接的产品来扩充STM32的产品线,未来大家可以期待更多产品面世,甚至是带有WiFi的,这些都是ST在未来可能会有的规划。

STM32超低功耗和网络微控制器市场经理 Hakim Jaafar



关键词: SoC,STM32

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