蓝牙5.3

芯原股份 (芯原，股票代码：688521.SH) 今日宣布其低功耗蓝牙整体解决方案已完成蓝牙技术联盟 (Bluetooth SIG) 发布的蓝牙5.3认证。该整体解决方案包括芯原自主研发的射频 (RF) IP、基带IP及软件协议栈等，为工业、汽车、智能家居、智慧城市、医疗等多个物联网领域提供满足蓝牙5.3规范的一站式蓝牙无线连接解决方案，可大幅降低客户的产品设计时间、风险和成本，加速产品上市。

蓝牙5.3版本对低功耗蓝牙规范中的低速率连接、周期性广播、信道分类等进行了完善，并提高了蓝牙设备的无线共存性和安全性。芯原的低功耗蓝牙整体解决方案基于22nm FD-SOI工艺节点，其射频收发机IP的接收机灵敏度达到-96dBm以下，发射机最大发射功率为+10dBm；采用低功耗设计的数字基带支持多级省电模式，大幅降低系统平均功耗；协议栈软件通过BQB认证，保证了与其他标准蓝牙设备的互联互通，并支持新一代蓝牙音频 (LE Audio) 的通用音频框架。该解决方案可灵活配置，支持各种主流的嵌入式处理器架构 (Arm，RISC-V等) 和操作系统，并提供全面的软件开发包、软件参考设计和测试工具。

芯原低功耗蓝牙整体解决方案是芯原物联网无线连接平台的重要组成部分。目前，芯原针对物联网应用领域已开发了多款低功耗高性能的射频IP和基带IP，采用22nm FD-SOI等多种工艺，支持包括蓝牙、Wi-Fi、蜂窝物联网、多模卫星导航定位等在内的多种技术标准及应用，已在多款客户SoC芯片中集成并大规模量产。

“芯原的低功耗蓝牙整体解决方案完成蓝牙5.3认证，充分证明了芯原拥有先进且完备的无线连接技术设计能力。我们基于该解决方案与国际领先的MCU公司已展开了深度合作，其领先的低功耗MCU产品已推出市场。”芯原股份高级副总裁，定制芯片平台事业部总经理汪志伟表示，“面向物联网多样化场景应用，芯原在22nm FD-SOI工艺上布局了较为完整的射频类IP产品及平台方案，支持双模蓝牙、低能耗蓝牙BLE、NB-IoT、多通道GNSS及802.11ah等物联网连接技术，所有射频IP已经完成IP测试芯片的流片验证。未来芯原将持续深入布局物联网无线连接技术，支持更多物联网连接应用场景。”

来源：芯原VeriSilicon

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导语：信息安全在万物皆可连的物联网爆发时代，越来越受到开发者的重视。而意法半导体的目标是将安全功能扩展到更多的物联网应用中，这便是推出无线新系列 STM32WBA的初衷。

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▲ 无处不在的蓝牙技术

无处不在的蓝牙技术，应用领域广泛、场景复杂。适用于短距离通信的2.4GHz-BLE技术应用可分为两类，点对点或一对多设备蓝牙通信（蓝牙技术+专有协议实现）和组网通信（蓝牙技术+组网协议实现）。这两种应用场景均对无线微控制器芯片的集成度、功耗、数据处理速度等方面提出了较高的要求。随着信息安全的重要性和必要性被广泛重视，在无线SoC中强化安全性能成为必然。

STM32在2.4GHz短距离应用场景有完整布局

在2.4GHz短距离无线应用场景中，ST有三个产品组合:

  • BlueNRG SoC：基于Arm® Cortex®-M0+的蓝牙低功耗无线单核芯片
  • STM32WB：无线双核微控制器，Cortex®-M0+内核运行无线协议栈，Cortex®-M4内核运行应用程序
  • STM32WBA：基于Arm® Cortex®-M33 内核，采用TrustZone技术的单核无线微控制器
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▲ STM32 微控制器 2.4GHz 产品组合
新一代无线微控制器STM32WBA系列在集成度、性能、功耗、安全性等方面可满足开发者的全方位需求。

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▲ 新一代超低功耗蓝牙5.3无线系列STM32WBA

STM32WBA是基于Arm® Cortex®-M33 内核、首款获得SESIP 3级认证、支持低功耗蓝牙5.3应用的32位无线SoC，可为无线物联网设备提供以下性能优势：

  • 基于Bluetooth®低功耗5.3技术，高数据速率，确保快速可靠的数据传输
  • 高输出功率+10 dBm，扩大了远端通信范围，具备远距离通信能力
  • 低功耗通讯功能，通过设备通信广播扩展来延长电池寿命
  • 基于Arm® Cortex®-M33 内核，主频100MHz，CoreMark评分达到407，确保高效的应用处理能力 
  • 基于SESIP3设备功能保护您的IP并加强隐私保护
  • 传承STM32U5的超低功耗性能（LP-DMA、唤醒时间短)
  • 久经考验的STM32Cube生态系统缩短产品上市时间
  • 高集成度SoC，减少BOM成本，简化无线应用开发 

显著优化的无线性能

STM32WBA是同类产品中首个输出功率达到+10 dBm的器件。这意味着当STM32WBA与设备进行连接时，即便连接信号不稳定，也可以通过更为强劲的无线链路与设备实现连接。

以与手机相连的可穿戴设备为例，常会遇到这样的场景：我们背着双肩背书包外出，而可穿戴设备被放置在背包内，这时连接信号必须穿过背包和用户的身体，导致信号传输受阻。采用STM32WBA设计的可穿戴设备，由于其输出功率为+10 dBm，为开发者获得更强劲可靠的信号提供了保障。

STM32WBA的数据传输率高达2Mbps，可支持远距离传输。同时还可实现广播拓展，从而优化通信管理。

首款STM32WBA系列产品WBA52支持低功耗蓝牙5.3协议，未来将会推出同时支持OpenThread和Zigbee等其他无线协议的器件。

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▲ STM32WBA最新产品组合


全新单核架构的STM32WBA

2019年问世的STM32WB系列是无线双核微控制器SoC，在Cortex®-M0+内核运行无线协议栈，在Cortex®-M4内核运行应用程序。STM32WBA系列则采用Cortex®-M33单核架构，主频高达100MHz，CoreMark评分407，开启了无线微控制器的全新方式。基于这样的单核架构和主频，STM32WBA具备了运行指纹识别或异常检测等较复杂算法的算力。

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▲ STM32WBA产品框图

STM32WBA无线系列内嵌大容量内存，可支持应用程序和连接功能，具有最高1 MB的Flash存储器和128 KB的RAM。丰富的智能外设（如ADC、触摸传感、定时器），使STM32WBA成为自给自足型应用无线MCU，极大地简化开发过程。

传承STM32U5的低功耗性能

超低功耗平台STM32WBA系列采用STM32U5架构，继承了数字和模拟外设特性，具有出色的性能功耗比，适用于从工业到智能家居和消费市场的许多应用。

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▲ STM32WBA5低功耗性能

STM32WBA无线系列的低功耗性能成熟，可支持低功耗的STOP0、STOP1和待机模式。这些模式可帮助开发人员快速从保持连接的运行模式切换到可将射频相关信息写入内存的待机模式。也正式因为这一优化机制，使得STM32WBA的节能效果更为出色、唤醒速度更快。

更高级别的安全性能

在物联网硬件设备开发中，开发者面临的安全要求越来越高。为帮助开发者简化开发流程、缩短产品上市时间，我们将STM32WBA设计成可提供SESIP 3级认证的无线微控制器，这也是ST推出的可满足这一需求的首款无线微控制器。


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▲ STM32WBA具备更高级别的安全性能

STM32WBA系列可提供高级别的安全性，同时还能保护数据、IP，并防止黑客攻击或设备克隆。

  • STM32WBA系列基于Arm® Cortex®-M33 内核，采用TrustZone®技术；
  • ST固件可提供安全启动、安全调试等功能，开发团队可确保敏感的应用程序免受无线协议栈的影响，并保护云证书或用户数据等信息；
  • STM32WBA还配备了防物理攻击的机制，如四个防篡改引脚及单一硬件密钥等；
  • STM32Trust还可帮助开发人员节省时间和资源，同时STM32 Wiki上也将提供特定内容，协助用户实现安全性能需求的BLE应用开发，实现具有高级别安全性的特定BLE应用程序。

完善的生态简化开发流程

STM32WBA系列有完善的软硬件生态。

  • 用于原型设计的NUCLEO-WBA52CG专用板卡（Nucleo-64 母版+STM32WBA子板）

  • 全面支持和集成低功耗蓝牙® 5.3 协议栈

  • 与STM32CubeMX集成的高级射频堆栈

  • 让开发者更方便的STM32CubeMonRF

  • 方便的手机端应用

  • GitHub可用的资源，包括STM32 hotspot

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▲ STM32WBA具有完善的软硬件生态

结语

STM32WBA开启了一个新的无线应用时代，为无线应用开发者带来根本性的变革，其Cortex®-M33单核架构将带来更为简洁、强大、高效和安全的性能。

来源：STM32

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