物联网

作为意法半导体的STM32 *产品家族最新成员,STM32F7x0和H7x0超值系列(Value Lines) 微控制器(MCU)将为开发人员提供更高的灵活性。该系列产品适用于开发价格亲民、以性能为导向的实时物联网设备应用系统,同时不会影响目标应用的功能或网络安全性。

这些新产品线精简了嵌入式闪存功能,只保留最基本的重要配置,但仍然可以在片上安全运行安全启动代码、敏感代码和实时例程,发挥出嵌入式闪存访存时间比外部闪存快25倍有余的优势(在缓存失效情况下)。在必要时,设计人员可以通过下面两种途径扩展应用系统,第一种方法是增装一个片外串行或并行(最多32位)存储器,发挥片上各种外部接口和就地执行(XiP)功能的优势。第二种方法是把应用代码移植到引脚兼容的STM32F7或STM32H7系列,这两个系列内置最高2Mbyte的闪存和1Mbyte的RAM,支持相同的生态系统和好用的开发工具。

新超值产品线保留了STM32F7和STM32H7的强大功能,例如,最先进的外设、硬件加速器,以及采用超高速内部总线、短中断延迟、快速启动(~1ms)等技术的实时架构。灵活的功耗模式、门控电源域和片上电源管理技术可简化设计,降低物料清单成本,让新微控制器保持高能效。

在一个安全的高能效架构内,新超值微控制器CoreMark®性能测试获得2020分,使其成为医疗、工业、消费等应用领域物联网创新的切入点。由于最高工作结温达到125°C,即使环境温度升高,处理器内核和外设的性能仍能发挥到极致。

入门级的STM32F730集成意法半导体独有的执行闪存内代码零等待周期的ART Accelerator™存储器加速技术,在216MHz运行频率时,CoreMark基准测取得1082分。外设接口包括加密硬件加速器、一个带PHY的USB 2.0高速端口、一个CAN接口。片上存储器包括64KB的闪存;用于高性能访问内部或外部存储器的8KByte指令和8KByte数据缓存;256KB系统RAM;用于执行最关键例程和数据的16kB + 64KB TCM(紧密耦合存储器)。

STM32F750增加一个集成意法半导体独有的Chrom-ART™图形加速器的TFT-LCD显示控制器。片上功能包括哈希算法硬件加速器;两个CAN接口;以太网MAC控制器;摄像头接口;两个带全速PHY的USB 2.0接口;64K字节闪存;4Kbyte指令缓存;4Kbyte数据缓存;320KB系统RAM;6kB + 64KB TCM。

高端的STM32H750在400MHz时CoreMark测试取得2020分,并在TFT控制器和Chrom-ART加速器内增加了硬件JPEG编码器/解码器,以实现更快的GUI图形处理性能。外设接口包括一个CANFD端口;内置时间触发功能和同类最好的运算放大器的附加CANFD端口;运行速率高达3.6Msample / s 的16位ADC。片上存储器包括 128KB闪存、16KB指令缓存、16KB数据缓存、864KB系统RAM和64kB + 128KB TCM,都具有ECC(纠错码)功能,用于安全执行内部或外部存储器内的代码。

STM32F730、STM32F750和STM32H750超值系列微控制器已正式投产,采用64引脚到240引脚的各种LQFP和BGA封装。

详情联系当地经销商或访问 https://www.st.com/en/microcontrollers/stm32f7x0-value-line.htmlhttps://www.st.com/en/microcontrollers/stm32h750-value-line.html

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通过在一个简便的STM32Cube扩展软件包内整合安全启动、安全固件更新和安全引擎服务,意法半导体的X-CUBE-SBSFU v.2.0能帮助产品开发人员充分利用STM32 *微控制器的安全功能保护物联网终端等联网设备的数据安全、管理生命周期。

通过在微控制器上建立可信根,X-CUBE-SBSFU安全启动可使知识产权得到保护,将启动安全检查并激活STM32的内置安全机制,而且每次执行用户应用程序前均会检查代码的真实性和完整性,以防止无效或恶意代码运行。当远程连接网络时,可信设备将按照公认的最佳安全实践参与身份互验。

固件安全更新功能解决了固件的安全加载和编程问题,有助于设备终身管理,并利用修补程序、功能升级和安全更新应对最新的网络威胁。安全加载程序支持多种业界认可的数字签名(ECDSA或AES方法)和密码加密(AES-GCM)算法,可以接收和验证加密的固件映像并解密,以及检查代码的完整性。安全编程功能同时支持单双映像更新与双映像更新。单映像更新可最大限度提高用户要写入的应用代码量。双映像更新能提供更高的更新灵活度,支持固件映像安装和空中下载(OTA)过程中的防回滚功能。

此外,X-CUBE-SBSFU安全引擎服务为密钥等关键数据存储和加密算法执行提供了一个受保护的环境,为物联网和联网设备提供了一套完整的安全服务。

X-CUBE-SBSFU扩展软件包以参考库的形式,向签署软件许可协议的用户免费提供,并附有帮助用户实现同类最佳的保护方法的技术文献,介绍STM32L4和STM32L4 +的最先进的安全功能的使用方法。STM32家族共有800多款产品,为用户提供广泛的性能、存储容量、集成功能、I/O和连接选择。基于意法半导体的STM32Cube软件技术,X-CUBE-SBSFU扩展软件包将简化安全设计在整个STM32家族中的跨系移植过程。X-CUBE-SBSFU软件包今后还将发布更新包,为STM32其它系列提供代码参考。

了解更多信息,免费下载X-CUBE-SBSFU,请访问 www.st.com/x-cube-sbsfu

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随着万物互联的时代到来,众多半导体巨头纷纷转战物联网领域。早在十年前,意法半导体曾将STM32推向市场,意法半导体对32位MCU在物联网方面的应用在两年前就已展开攻势。

4月25日,历经两届盛况的STM32中国峰会暨粉丝狂欢节在深圳盛大举办,今年的STM32峰会仍然聚焦物联网技术,以无线连接与云技术、传感与数据处理、安全与工业为三大主题,全面阐述意法半导体在物联网方向的发展趋势以及战略布局。意法半导体在现场带来了不同以往的新产品和新想法。

半导体巨头青睐物联网领域,众强联手打造MCU生态系统

会上,意法半导体执行副总裁亚太区市场及销售主管Jerome Roux表示,意法半导体目前关注两个应用,一是物联网,另外就是智能驾驶。这两大应用领域包括了智能硬件、可穿戴、智能家居、智慧城市、智能工业等细分领域。

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意法半导体 执行副总裁,亚太区销售及市场部主管Jerome Roux

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布局全球 亚太区市场潜力巨大

作为半导体行业的领头羊,意法半导体用数据证明实力。2017年其营收高达83.5亿美元,同比增长约20%。在全球布局上,员工达到45500名,其中研发人员就有7400多名。

Jerome Roux提到,亚太地区具有2790亿美元的市场规模,意法半导体61%的产品都销往亚太地区,并且占有37%的客户资源,市场潜力巨大。

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谈到亚太地区微控制器的市场表现,Jerome Roux表明,通用的微控制器在亚太地区的市场占到了意法半导体在全球范围内的42%。微控制器相比其他产品占比超过25%。因此,通用微控制器也成为意法半导体收入来源的主要产品。
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通用微控制器收入与市场份额在不断增长,促使意法半导体实现了约30%的增长,占到全球19%的市场份额,拥有超过800款STM32产品。

Jerome Roux解释:“2014年到2017年,中国32位MCU市场的复合年均增长率超过了12.7%,其中Cortex-MMCU复合年均增长率达到了33%。2017年到2020年,在物联网对32位MCU高性能的青睐和工业制造要求高性能和射频通信能力兼备的情况下,中国32位MCU的符合年均增长率将超过12.5%。”

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此外,他还透露,意法半导体将通过服务广泛客户,将从“客户、IOT应用开发、生态系统、合作伙伴”四个层面引领未来创新,使意法半导体MCU在中国市场份额从目前的16%突破到2020年的20%。

如今,STM32已经成为开发者值得信赖的优选微控制器,全方位应用于消费电子、物联网、穿戴技术、工业制造和电源控制领域。

产品更新迭代 性能价值升级

在STM32的量产速度上,微控制器业部球市场总监Daniel Colonna表示:“32这个数字是很幸运。意法半导体交付货品速度每秒32颗,一年就达到10亿颗,达到每年30%的增长率。”

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意法半导体 微控制器事业部市场总监Daniel Colonna

STM问世11年来,在创新方面做了深度投入,2018年将推出五款新产品,包括第12个系列的STM32无线产品:STM32WB,W代表无线,B代表的是蓝牙,它融合了STM32的生态系统架构。
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据介绍,STM32WB采用双核(CM0+内核负责协议栈),搭配双调制解调器(BLE和802.15.4),便于用户基于CM4内核开发应用,Cortex-M0区的安全功能。其样片已经推出,预计在2018年下半年上市。

并且,意法半导体全新的STM32L4产品即将上市,片上闪存容量下探至64KB,低功耗程度达到了0.3uA@3V。同时,支持TrustZone的全新系列也即将上市,将采用Arm Cortex M33核心,实现更高的安全性。

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此外,意法半导体还对去年推出的SMT32 H7进行升级,从400MHz+升级到480MHz,速度更快,性能更智能更强大,可用于更复杂的应用领域。

持续发力物联网 打造生态系统

物联网是一个广而泛的生态系统,包括应用端、处理端、云端,然后再回到最终的控制端,在这个过程中离不开MCU。物联网的本质是万物相连,而每一个需要识别和管理的物体都需安装对应的传感器,MCU做为系统控制的核心器件,需要多种传感器的数据并进行分析处理。

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传感器通常把物理模拟的数据进行数字化,意法半导体作为在传感器方面卓越的供应商,在物联网领域也必将占据相当大一部分的权重。

中国微控制器事业部市场及应用总监曹锦东表示:“全球IOT物发展趋势,2017-2022年复合年均增长率达到14.8%,而物联网发展在很大程度上推动了MCU应用增长,2017-2022复合年均增长率达到17%,也就是说一个物联网的节点会超过一颗MCU的需求。”

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为了共同推动物联网生态发展,意法半导体与百度云、微软、庆科等合作伙伴积极合作,基于STMCU应用从云端、基站、网管、安全以及用户界面来驱动物联网使能,打造智能家居、智慧城市和工业物联网等一系列的应用场景。

其中,意法半导体与阿里巴巴在IoT Starter kit 和IoT Developer kit有广泛合作。其中阿里云Q3 AliOS Things embedded in CubeMX Plugin基于ST32的MCU将更加出色,当客户从网上把CubeMX下载完成后,默认支持AliOS Things,对于开发者、中小厂商来说工作效率会大大提高。

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展台现场

产业的发展需要商业的驱动,物联网的价值创新离不开技术创新和业务模式创新。未来,意法半导体MCU的发展趋势有三个,一是更高性能,从入门级到高端,从低功耗到高性能;二是更强大的通信功能,10cm到10km的通信距离,嵌入式连接功能;更重要的是更安全,可扩展的安全方案,强制性的安全规则。
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数据传输的安全性,归根结底怎么去推动?从固件开发到生产,再到现场更新,意法半导体都具备端对端的解决方案,从传感器/智能设备,网关、服务器出发,通用MCU嵌入安全加密功能,确保平台安全可信。
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曹锦东总结到:“STM32将持续在无线网络、物联网、超低功耗、数据安全、人工智能方面进行投入,2017年STMCU(8位+32位)全球销量达到了20亿颗,我们将不断加强无线连接和云端服务,以及云端设备更新方案,更快地去开发基于STM32的物联网应用系统。”

来源:慧聪电子网

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作者:Paul Williamson,Arm副总裁暨物联网设备IP事业群总经理

• 基于Arm平台安全架构(PSA)规范的全新系统级芯片(SoC)解决方案适用于多种IoT节点和网关设备
• Arm首款异构SoC解决方案将Cortex-M的高效率和实时响应与Cortex-A的卓越性能相结合,在终端设备上也能实现复杂处理和机器学习功能
• 为全新微软Azure Sphere解决方案提供安全的SoC基础

Arm宣布推出一套基于PSA规范的全新物联网解决方案——Arm SDK-700系统设计套件,以用于加速安全SoC的开发。作为一套综合的SoC系统框架,使用 Arm SDK-700系统设计套件可设计安全的SoC,并应用于丰富多样的IoT节点、网关设备和嵌入式产品。该解决方案不仅使合作伙伴能够在通用软件开发环境中打造安全设备,同时还使其业务的多样性和差异化可以在新的物联网应用中蓬勃发展。

Arm是物联网的首选架构,迄今为止已为1250亿芯片提供了计算能力。公司有一个宏大的愿景,即到2035年实现1万亿个设备的安全互连。但在实现这一愿景之前,业界需要达成共识——不再让安全成为互连设备价值链各环节的后顾之忧。为确保日益多样化的互连互通设备的设计具有共同的安全基础,Arm推出了PSA平台安全架构(Platform Security Architecture)。

PSA基于四项关键原则(设备识别、可信启动流程、安全OTA更新和基于证书的身份验证),并且已获得多家行业领军企业支持。尽管如此,SoC的设计依然是一个复杂过程,可能历经数年时间才能完成,这已成为阻碍物联网发展的瓶颈。物联网的发展需要设计人员快速安全地将产品推向市场。

协作共赢:微软Azure Sphere

Arm SDK-700为在今年RSA美国信息安全大会上发布的微软Azure Sphere解决方案提供了安全的SoC框架基础。SDK-700的灵活性使Arm能够与微软保持密切协作,确保其符合Azure Sphere指定的安全要求。得益于此,SoC设计人员可以使用SDK-700将Azure Sphere SoC快速推向市场,并专注于差异化,因为设计人员可确信他们的设计符合微软的标准。

提供最合适的处理和更快的安全进程(time-to-security)

在物联网终端节点设备上配置更强大的处理器正已成为众多应用的共同需求。我们看到,语音控制助手、互连摄像头、计算机视觉等领域持续保持增长,但所有这些新兴应用案例都需要集成媒体处理能力并对高强度的工作负载进行管理。SDK-700拥有灵活的计算架构,融合了Cortex-A的卓越性能与Cortex-M处理器的高效率和实时响应能力。Cortex-A处理器同时又能支持丰富的开发环境,如Azure Sphere操作系统或Linux操作系统。

SDK-700采用基于PSA规范的新型灵活子系统,旨在缩短安全进程,同时为SoC开发人员降低风险。

除了在通用开发环境下具有成本和发布时间上的优势外,SDK-700框架也能将碎片化风险降低到接近零,并且可以连接由软件、操作系统和工具,包括可信的固件 (Trusted Firmware)构成的海量生态系统。

SDK-700可提供:

• 符合Azure Sphere要求的SoC——集成了子系统、处理器和关键安全构建模块的灵活安全硬件基础
• 用于处理器内部通信的标准化编程接口
• 预先构建的安全IP,包括防火墙、安全区域和Arm TrustZone技术
• 通过多种方式配置子系统,实现与任何云的安全连接

安全必须成为设备的基本要求

连接1万亿个互连设备需要价值链的所有环节都遵循这样的安全规范,即设计物联网 SoC和系统时,安全性不再是可选或事后考虑的因素,而是设备的基本属性。但要做到这一点,整个行业需要快速地提供可信方案。对于嵌入式系统设计而言,SDK-700为业界加快发展提供了新一种经过验证的有效解决方案。依赖于像PSA和Azure Sphere这样的安全方案,才能使设备更加安全可信;同时,更多的行业领导企业支持数字社会契约,才能确保产品在其设计生命周期中的安全。

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IDC最新发布了《中国物联网平台支出预测与分析》研究报告。报告预测,2021年,中国物联网平台支出将达到62.2亿美元(约419.7亿元人民币)。这一增长得益于中国经济的稳定增长和政府、制造、公共事业等行业对于新兴技术的强劲需求。IDC预计,未来四年(2017年至2021年)中国物联网平台支出将保持13.0%的年均复合增长率。到2021年,中国物联网平台支出将在全球各个地区中排名第一,在全球的占比将超过30%。

IDC:物联网平台——物联网市场的催化剂

物联网生态与平台相互促进发展

IDC认为,物联网是一个涵盖广泛,多元复杂的生态系统,而物联网平台是将生态中各个元素串联起来的重要平台。物联网平台厂商可以聚合生态中的合作伙伴、形成产业联盟、探索商业模式、协作与分工、推动物联网解决方案在更多的应用场景下落地。这些合作与尝试,同时也促进了物联网平台的演进和提升,形成了一个互补的良性的发展趋势。例如,深入行业深耕多年的解决方案商,相比于其它合作伙伴,更了解所在行业的发展与特点。以此为基础,通过现有的经验与积累,可以帮助物联网平台厂商改进他们平台。例如在平台上定义出更好的、基于物联网产品的数字化模型。而开放的物联网平台,也促进了包括应用开发者、平台供应商、行业解决方案商、最终用户等多方在内的商业模式创新,例如三方模式、四方模式等也在不同的行业、场景下取得了商业上的成功。

平台模块化将从供需两侧促进物联网应用的落地

不同的物联网用户需求都不尽相同,而物联网用户在进行决策时,更是不同于传统IT决策流程。物联网应用的部署,更多的来自于企业业务部门的需求。这些需求是针对特定的业务场景部署物联网解决方案,以改善一个或者多个环节的企业运营效率,降低企业的综合成本。由于资金的限制,大部分物联网用户很难通过顶层设计的方式为企业规划整体的物联网解决方案并实施。因此,物联网平台企业也需要提供多样性的服务或者产品策略,制定不同的价格策略来服务物联网用户,既满足了企业稳步拓展物联网应用场景的需求,也与客户企业形成了共同成长的牢固的合作关系。将物联网平台的功能,按一定的组合进行授权开放,IDC将其定义为"模块化的物联网平台策略"。而模块化的物联网平台,也将能够为物联网应用开发者提供更加集约、便利、友好的开发环境。因此,模块化的物联网平台,能够从用户和开发者两个维度,更好的促进物联网解决方案的发展和实施。

IDC中国电信与物联网研究部研究经理崔凯表示:"未来两年,将有更多的厂商和服务商针对物联网平台进行投入和拓展,中国物联网平台领域将呈现出激烈竞争的态势。而厂商的推动将加速物联网技术和解决方案的成熟和落地,物联网平台也将在其中发挥显著的价值。"

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无线传感器节点(WSN)在促进物联网(IoT)发展方面发挥着关键作用。WSN的优点在于,它的功耗极低,尺寸极小,安装简便。对很多物联网的应用而言,譬如安装在室外的应用,WSN 可使用太阳能供电。当室内有光,系统就由太阳光供电,同时为微小纽扣电池或超级电容器充电,以在没有光的情况下为系统供电。

在一般情况下,无线传感器节点是以传感器为基础的设备,负责监测温度、湿度或压力等环境。节点从任何类型的传感器收集数据,然后以无线方式传递数据到控制单位,譬如计算机或移动设备,并在此处理、评估数据,并采取行动。理想情况下,节点可以由能量收集机制获得作业电源,成为独立运作的设备。从一般意义上讲,能量收集的过程是捕捉并转换来自光、振动,或热等来源的微量能量为电能的过程。

物联网无线传感器节点设计

图 1 显示了能量收集系统的框图。能量是由能量收集系统 (如太阳能板)收集,并由电源管理集成电路(PMIC)转换成稳定的能量,再使用低漏、低阻抗的电容器储存。这些能源能供给传感器接口负载(譬如微控制器MCU),用来无线传输传感器数据。本图中,能量收集系统(EHS)是无线传感器节点。
物联网无线传感器节点设计

图2显示了无线传感器节点的框图。在这里,已处理的传感器数据会透过低功耗蓝牙(BLE)以无线方式传输。BLE 是用于短距离、低功耗无线应用的标准,应用于通信状态或控制信息。BLE 在2.4 GHz ISM 频带及二进制频移键控(GFSK)调制下运作,支持1 Mbps 的数据速率。

而电源管理芯片(PMIC)是用来稳定能量收集设备所收集的能量,并需要支持其本身的超低功耗的运行。打个比方,赛普拉斯S6AE103A PMIC 器件的电流消耗低至280 nA,启动功率为 1.2 uW(见图3)。因此,在约100 lx的低亮度的环境中,依然可以从紧凑型太阳能面板获得少量的能量。

物联网无线传感器节点设计

高效的无线传感器节点设计

让我们考虑一下设计无线传感器节点所涉及的步骤:

第 1 步:选择硬件:

在硬件方面,你需要适当的传感器,一个最终能用能量收集设备供电的MCU,以及 PMIC。你可能需要额外的无源组件,视设计而定。

传感器可以是模拟或数字传感器。现今市面上很多传感器是使用基于集成电路总线(I2C)、串行外设接口(SPI)或异步收发传输器(UART)界面为标准的数字传感器。功耗极低的传感器在市面上亦有售。为了保持设备低成本和小型化,配有集成BLE的MCU能够简化设计,并缩短推出市场的时间。为了进一步加快设计,许多厂商都使用高度集成,完全通过认证的可编程模块,例如赛普拉斯EZ-BLE Modules。模块由一个主要MCU、两个晶体、芯片或板载天线、外壳及无源组件组成。由于这些模块已经拥有必须的BLE认证,产品可以快速推出市场。

物联网无线传感器节点设计

第 2 步:设计固件和估计功耗

选择了可编程的MCU 后,下一步就是编写适当的固件。固件需要具备的基本功能是收集传感器数据的接口,用无线传送数据的BLE组件或堆栈,和能够负责固件处理的CPU。

由于超低耗运作是关键,电流消耗总和需要由一开始纳入考虑。总能量消耗是传感器所消耗的能量及MCU 所消耗的能量总和。由于传感器通常不会消耗太多的总能量,其重点应该放在如何将 MCU 所消耗的能量减至最低。在优化电流之前,要考虑在MCU内在消耗能量的三个主要的组件:CPU、传感器接口模块(如 I2C、SPI 等)和 BLE 子系统。这里,当无线电收音机开动(例如 BLE Tx 及 Rx),能量的主要消费者会是BLE电收音机。

嵌入式 MCU 提供各种低功耗模式,以减少电流消耗。固件设计人员需要考虑这些低功耗模式和设计代码,这样,平均电流的消耗就能减至最低。例如,传感数据并不是瞬速变更的,固件需要间中扫瞄传感数据(例如每隔 5 至 10 秒钟,时间间隔视乎传感器而定)。传感器的已读数据通过 BLE, 以无线方式传输。

就 BLE 固件而言,传感器可以连同 BLE 广播包将数据发送。我们建议不要连同广播包转送太多其他数据,因为这样会进一步增加电流。在广播间隔与传感器扫描间隔之间,MCU 需进入低功耗模式,譬如是「休眠功能」。低电耗定时器就如看门狗定时器,可以在定时器倒数完毕时,唤醒设备。为了使用低功耗操作,MCU进行了优化,提供一个 BLE 内部定时器,当广播间隔结束,可唤醒进入了休眠功能的设备。图 5显示了操作的固件流程。

物联网无线传感器节点设计

只要设计好固件,您可以测量电流。你可以使用原型电路板测量电流。请注意,MCU 的启动及低耗模式的电流需要独立量度。只要你知道 MCU 分别以启动及低耗模式操作的时间,平均的电流消耗是:
(Iactivex Tactive) + (ILowPower x TLowPower)
Tactive+TLowPower
Tactive+TLowPower

有了平均电流的数字,你就可以将它乘以 PMIC 电压,从而找出平均功率。

第 3 步:优化固件,最大限度地降低平均电流消耗

情况有可能是,初始计算出的设计功率的太高,能量收集 PMIC 无法支持。如果是这样,你就需要优化固件。这里有几个有效方法来执行此操作:

执行优化 MCU 的启动代码:当 MCU 正在启动,你不需要使用如24 MHz晶产时钟的高频外部时钟,以操作 BLE。首先,关掉此时钟,以便节约能源。其次,时钟晶体可以利用这些时间稳定下来,而其亦是启动的其中一个部件。这些时钟渐渐稳定下来,MCU 可以再次调至低耗模式,内部低频时钟可以在时钟预备好的时候唤醒设备。简言之,启动代码的执行时间可以很长,并且固件设计人员需要尽量减少启动电流消耗。
a.降低主 CPU 运行频率
b.在进入低功率模式前,控制驱动模式,以防止MCU引脚泄漏电流。
c.关闭调试接口。
这些步骤有助降低平均电流消耗。

第 4 步:设计硬件

有了功耗优化的固件,是时候基于PMIC设计硬件 。图 6 显示了一个简单以能量收集基础的 PMIC 设计。

物联网无线传感器节点设计

首先,PMIC储存太阳能到存储设备 VSTORE1(VST1),此例中为一个 300-μF 的陶瓷电容器。当 VST 1 达到 VOUTH V,能量就可以传输到 MCU 。但这个简单的能量收集设计不能全日运作,原因是没有备份电容器。让我们来看看,备份电容器如何加配到 PMIC 设备,和电容器能够如何支持 MCU。
物联网无线传感器节点设计

运行 WSN 所需的能量首先存储在 VST 1 ,剩余的能量用于 VST 2 充电 。存储在 VST 2 的能量可于没有光线照射的情况下持续提供予 WSN 。此外,还可以连接一个额外的纽扣电池到 PMIC,以增加可靠性,如图8所示 。
物联网无线传感器节点设计

PMIC 转换两种能量来源,以便 WSN 可以在所有条件下(即使没有灯光的情况)运行。转换自动产生,使能源在有需要时供应给 WSN 。因此,这应该是 WSN 最适当的硬件设计。

第 5 步:设计用户界面

连接到无线传感器节点的用户界面设计可以是从WSN 接收数据的手机应用。由于传感器的数据可能会在广播包固定位置出现,BLE 应用可以设计到能够从这些位置提取相关数据,并将数据显示到你的手机上。这种技术可用于管理多个 WSN 构成的复杂网络。

来源:赛普拉斯

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随着越来也多的电子厂商不断为物联网(IoT)推出新产品,全球MCU出货量正出现巨大成长动能。特别是当前LED控制器行业的竞争给MCU的发展带来巨大的前景。

何谓MCU?我相信从事电子行业的都很清楚,MCU本质为一片单片机,它将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上想成的芯片级的计算机。MCU其实存在于我们每天接触到得各种家电、数码产品、办公设备、汽车电子以及各种仪器仪表中。

MCU经过不断的研究和发展,经历了从4位、8位、16位到现在32位的发展史。到目前为止4位MCU基本退出历史舞台。8位MCU自推出后长期处在主流地位,16位MCU的功能及地位比较尴尬,目前MCU市场份额已很少。而32位MCU主要面向高端应用,其优势为强大的处理能力,现已有取代8位MCU的态势了。

MCU为何会一再成为焦点?

现在比较流行的物联网中数据处理、加工、传输都离不开MCU,在物联网发展趋势下,节能、安全感测、3C产品、医疗及汽车电子应用等,均已成为MCU的热门应用领域。

MCU是未来每一个物联网设备的关键元件之一,负责智能控制、网络连结、无限传输等,在玩具、家电、汽车等物件中都不难见其踪迹。

MCU为何会一再成为焦点?

不可否认现有汽车电子,工业和消费内市场对MCU的发展发挥着积极的影响作用。传统汽车电子配置升级,更好的驾驶体验和安全配置,以及新能源汽车将会使MCU有广阔的发展空间。

随着科技的飞速发展,MCU的作用对我们的影响也会越来越大,也有越来越多的芯片厂商加大对MCU研发的投入,主要的MCU厂家有瑞萨(Renesas)、飞思卡尔(Freescale)、意法半导体(ST)、爱特梅尔(Atmel)、恩智浦(NXP)等。面对如此庞大的MCU市场,各大MCU供应商也面临着一个巨大的问题:如何快速量产烧录大量的芯片,同时,居于一些芯片的特殊性,许多芯片需要进行在线烧录,要想跟上产能,拥有一款适合量产的在线编程器是很有必要的。

来源: ZLG致远电子

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意法半导体STM32软件生态系统新增一个Sigfox™软件包,可简化物联网设备开发,提升物联网设备与远距离低功耗无线网络连接的灵活性。

这款新X-CUBE-SFOX软件包可直接与意法半导体 B-L072Z-LRWAN1探索套件配套使用,实际上,I-CUBE-LRWAN 嵌入式软件已经让该套件具有 LoRa™ 连接功能。现在,开发人员可以从这两款低功耗广域物联网(LPWAN)技术中任选一种用于同一硬件,开发一款使用其中一个协议或两个协议交替使用的物联网产品。该探索套件的产品亮点包括搭载STM32L072微控制器的Murata CMWX1ZZABZ-091模块、Semtech 的sub-GHz射频收发器 SX1276,通过Arduino排针可以增加传感器或其它物联网设备功能。

X-CUBE-SFOX包含一整套支持 STM32L0的Sigfox固件库和代码示例,可以移植到其它型号的STM32微控制器。从超低功耗系列到高性能产品线, STM32产品家族有700余款产品,开发者可利用其无与伦比的灵活性来优化物联网设备的性能和功能,利用包括基本连接、射频识别和无GPS定位的Sigfox服务。该软件的内存占用低,CPU使用效率高,从而最大限度降低对系统资源的需求,有助于降低物料清单(BOM)成本和功耗。

X-CUBE-SFOX软件可以从 www.st.com/x-cube-sfox 免费下载。

编者按:

Sigfox网络目前覆盖地表320万平方公里,在36个国家和地区开通运行,其中17个国家是全国覆盖。意法半导体的Sigfox协议栈,包括 X-CUBE-SFOX软件包,已经通过国际1/2/4三区认证,从而简化了区域市场的产品测试和审批,其中包括27个欧盟国家;阿曼、南非、伊朗、肯尼亚; 美国、巴西、墨西哥、加拿大;哥伦比亚、秘鲁、新西兰、澳大利亚、新加坡和台湾。

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赛普拉斯超低功耗双核PSoC®6 MCU提供PSA定义的最高级别保护

赛普拉斯半导体公司(纳斯达克代码:CY)近日宣布,推出基于PSoC®6 MCU的支持Arm®平台安全架构(PSA)Trusted Firmware-M的参考实例,是符合PSA标准的最高级别保护能力的解决方案。通过利用PSA全套威胁模型、安全分析、硬件和固件架构规范以及Trusted Firmware-M设计参考,物联网(IoT)设计人员可以快速、轻松地使用PSoC 6 MCU实现安全设计。

Arm物联网设备IP业务部副总裁兼总经理Paul Williamson表示:“互联设备正在快速发展,为了真正实现这些技术所带来的效益,安全性不可忽视。在广大物联网应用中实现安全的MCU开发是业界的共同责任,而赛普拉斯的PSoC 6 MCU将进一步把PSA的优势扩展到我们整个生态系统。”

赛普拉斯微控制器与连接业务部高级副总裁Sudhir Gopalswamy表示:“凭借PSoC 6 MCU的内置安全特性以及与Arm的合作,我们迅速为Trusted Firmware-M提供了支持。我们很高兴能为设计人员提供超低功耗、灵活且符合PSA标准的安全解决方案。”

赛普拉斯PSoC 6 MCU采用双核Arm Cortex®-M内核,与可配置存储器以及外设保护单元相结合,实现PSA定义的最高级别保护。该系列MCU提供三级基于硬件的隔离:1)使用专用Arm Cortex®-M0+内核为可信应用提供隔离的执行环境;2)保护信任操作和系统服务源的安全元件功能;以及3)隔离每个可信应用程序。三个级别的隔离可共同减少威胁的攻击点。该系统增加了一个真正的随机数生成器(TRNG)和加密加速器,而PSoC 6 MCU架构中的Cortex-M4内核则可为不受安全保护的应用程序提供了一个适用于丰富执行环境的清洁编程模型。

根据Arm v8-M的当前版本,PSoC 6 MCU的Trusted Firmware-M参考实例使设计人员能够:

• 通过配置保护单元轻松实现安全和非安全执行环境之间的硬件隔离
• 使用Mbed操作系统安全服务

未来版本将包含多图像可信启动,完整的PSA API支持,以及具有安全元件功能的可信源安装。

供货情况

PSoC 6 MCU Trusted Firmware-M将于2018年3月发布,欢迎早期采用者通过 www.cypress.com/psoc6 注册试用。

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ModusToolbox™ 是首个使开发人员能够将无线连接功能、微处理器处理和安全可信应用程序集成在一个环境中的平台

2018年2月27日—先进嵌入式解决方案的领导者赛普拉斯半导体公司(纳斯达克股票代码:CY)宣布推出一款简化物联网(IoT)产品设计的统一软件工具套件。全新ModusToolbox™套件在熟悉且已经广泛部署的开放源代码Eclipse集成设计环境(IDE)内为赛普拉斯的WICED®物联网连接库及其PSoC®微控制器(MCU)模拟和数字外设库提供丰富的设计资源。该软件使物联网开发人员能够利用赛普拉斯的Wi-Fi®、蓝牙®和combo解决方案的卓越性能以及其超低功耗、最灵活且安全的PSoC MCU在他们所需的连接、处理、传感和安全功能中进行设计。开发人员可以在软件中自定义他们的用户体验,以满足赛普拉斯合作伙伴和开源社区对其插件、库和解决方案具体开发所提出的独特要求。欲了解更多关于ModusToolbox的信息,敬请访问 www.cypress.com/modustoolbox

赛普拉斯微控制器和连接业务部高级副总裁SudhirGopalswamy表示:“物联网涵盖了从智能工厂自动化设备到联网牙刷等各种市场和应用,但这些智能产品都具有共同的基础构建模块,即:连接、处理、传感和安全。赛普拉斯ModusToolbox提供了一个简单易用的软件套件,该套件使我们的客户能够将这些构建模块集成在一起,同时利用赛普拉斯业内领先的物联网连接和MCU解决方案的差异化特性。ModusToolbox为开发人员提供熟悉的Eclipse IDE设计体验,使开发人员能够灵活地从赛普拉斯物联网生态系统中选择符合其特定设计需求的合作伙伴。”

集一流的物联网连接、处理、传感和安全功能于一身

赛普拉斯的WICED(嵌入式设备互联网无线连接)是ModusToolbox支持的具有可互操作性的集成无线软件开发套件(SDK)。该SDK包含业界最普及、测试最严格的Wi-Fi和蓝牙协议栈以及经过简化、使开发人员无需学习复杂无线技术的应用程序编程接口(API)。为了适应物联网双模连接发展趋势,WICED SDK支持赛普拉斯Wi-Fi和蓝牙combo解决方案以及蓝牙和蓝牙低功耗(BLE)器件。赛普拉斯无线连接解决方案集成了先进的共存引擎,可同时实现双频2.4和5 GHz Wi-Fi与双模蓝牙/ BLE 5.0应用的最优综合性能。ModusToolbox通过最新的Eclipse IDE功能增强了WICED设计流程并方便将设计应用于其他环境。

ModusToolbox支持专为物联网开发的赛普拉斯PSoC 6 MCU。PSoC 6利用超低功耗40纳米工艺、低功耗设计技术、双核ARM®Cortex®-M4和Cortex-M0 +架构以及可配置的模拟和数字资源为业内功耗最低、功能最灵活的微控制器提供集成在一个器件中的硬件安全技术。赛普拉斯外设驱动程序库(PDL)为开发人员提供了一种简单、统一的设计方法,从而最大限度地利用超低功耗双核PSoC 6架构延长电池寿命并提供高效的处理能力。该库包含易于使用、基于赛普拉斯业内领先的CapSense®电容传感技术的接近和触摸传感解决方案。ModusToolbox还使开发人员能够利用PSoC 6 MCU的硬件安全功能,如独立执行环境、集成安全元件功能和加密加速器等保护应用程序中的敏感数据。

赛普拉斯PSoC 6 Wi-FiPioneer套件和ModusToolbox亮相嵌入式系统展

赛普拉斯newPSoC 6 Wi-Fi Pioneer套件与ModusToolbox的统一设计流程共同改善物联网设备应用的设计周期。该套件包含PSoC 62 MCU和基于赛普拉斯CYW4343W Wi-Fi和蓝牙combo芯片的模组。凭借PSoC 6 MCU的超低功耗、安全处理能力以及其内部数字和模拟资源的灵活性,该套件使物联网开发人员能够轻松实现强大的无线连接,从而为云生态系统供应商提供支持、延长电池寿命并缩小外形尺寸。赛普拉斯在近期的德国纽伦堡嵌入式系统展上展示了ModusToolbox和PSoC 6 Wi-Fi Pioneer套件及其完整的嵌入式系统解决方案产品线。

关于赛普拉斯的WICED软件开发套件

赛普拉斯WICED软件开发套件(SDK)独有的强大的库,除了支持Amazon Web Services、IBM Bluemix、阿里云和Microsoft Azure等各种常见云服务之外,还兼容各私有云合作伙伴的服务,因此能在数分钟内实现云连接。WICED还支持基于WiFi、支持Apple®HomeKit™的配件远程访问iCloud,从而实现独立于集线器、可远程直连Siri语音控制和Apple Home应用的平台。

关于PSoC 6

PSoC 6是业内功耗最低、最灵活的MCU,并将内置蓝牙低功耗无线连接,以及基于硬件的安全性集成于单一器件中。软件定义外设可用于为创新型系统组件(如E-ink显示屏)创建自定义模拟前端(AFE)或数字接口。该架构提供灵活的无线连接选项,包括完全集成的低功耗蓝牙(BLE)5.0。PSoC 6 MCU架构采用业内领先的最新一代赛普拉斯CapSense®电容传感技术,可实现强大、可靠、先进的触摸和手势控制界面。赛普拉斯PSoC Creator™集成设计环境(IDE)和丰富的ARM生态系统均支持该架构的开发。设计人员可以在 http://www.cypress.com/PSoC6 上了解有关PSoC 6 MCU架构的更多信息。

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