STM32WL MCU series беспроводная система-на-кристалле

Август 12, 2022

Главная
Информатика
STM32WL MCU series беспроводная система-на-кристалле

Содержание

2. Новое беспроводное семейство в STM32 MPU Optimized for mixed-signal Applications Optimized for mixed-signal applications Более 60,000
3. Система на кристалле созданная для универсальности = На одном кристалле Беспроводной микроконтроллер большой дальности – один
4. Сделайте выбор в пользу серии STM32WL Экономия средств Открытая двухядерная платформа 8 ключевых факторов отличающих STM32WL
5. 4 модуляции – множество протоколов (G)FSK - based proprietary Proprietary Proprietary + proprietary
6. STM32WL5x – богатый набор возможностей, одно или два ядра, повышенная безопасность Ключевые характеристики Arm® Cortex®-M4 &
7. Линейка продуктов STM32WL Sub-GHz Flash / RAM Size (bytes) 73 pins 5x5 mm BGA (p=0.5) 48
8. Гибкая схема питания FlexPowerControl RUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115 µA / MHz STANDBY
9. Ультранизкое потребление & готовность для IoT-проектов в любых странах мира Лучшее решение на рынке с поддержкой
10. STM32WL: избавляемся от TCXO! Минимизируйте стоимость компонентов, максимизируйте прибыль AND / OR
11. Safety Back-up clock circuitry Supply monitoring Dual watchdog Flash memory with ECC (address status register) SRAM
12. LoRaWAN – микросхемы и стеки протоколов Доступные чипы, готовый к использованию стек Сертифицированный LoRaWAN стек Открытый
13. Наслаждайтесь Sigfox, где бы вы ни находились Доступный SoC для глобальной сети Сертифицированный стек от RC1
14. STM32WL и W-MBUS STM32WL идеально подходит для умных счетчиков энергии STM32 Partner
15. STM32WL и FUOTA Подходят для массового обновления полевых устройств STM32WL Не зависит от LoRaWAN Network Server*
16. STM32WL – обзор экосистемы Полностью интегрированы в богатую и проверенную рынком экосистему STM32 Flexible prototyping STM32
17. Создание прототипа на раз-два-три NUCLEO-WL55JC
18. Отладочная плата STM32WL Nucleo-64 Основные возможности NUCLEO-WL55JC1 868/915/923 MHz NUCLEO-WL55JC2 433/470 MHz
19. Запомните главное: полная экосистема
20. Реализуйте ваши идеи 9
21. STM32WL: архитектура и периферия
22. Минутка юмора
23. Архитектура & периферия Ключевые темы Архитектура STM32WL Новая периферия STM32WL Низкопотребляющие режимы STM32WL
24. Архитектура STM32WL5 - это два CPU: Cortex-M4 Cortex-M0+ Sub-GHz радио Независимая работа двух CPU 3 автономных
25. Архитектура 3 автономных подсистемы Cortex-M4 (CPU1) Cortex-M0+ (CPU2) Radio (радиотрансивер) Общий домен Flash, SRAM1 & 2,
26. Специфические особенности 1/2 Автономная подсистема sub-GHz радио Двухъядерная система CPU1 Cortex-M4 (Стартует после сброса) CPU2 Cortex-M0+
27. Специфические особенности 2/2 4 dedicated SMPS pins 8 dedicated Radio pins На других корпусах - аналогично
28. SUBGHZ Радио TRX: ISM band 150 – 960 MHz, LoRa™, from 0.013 to 17.4 kbps (G)FSK,
29. SUBGHZ Радио (типовой радио-БОМ) Радио (RF) Balun to convert from unbalanced to balanced in Rx (Балун
30. SUBGHZ Радио Радио активно Startup Sleep Calibration Standby FS TX RX Теплый старт Холодный старт Передача
31. SUBGHZ Радио Буфер TX Записывается в коде, вычитывается аппаратно Параметры: TxBaseAddr, TxBufferPointer PayloadLength Буфер RX Записываются
32. Система питания - PWR 2 COMP ADC, DAC VREF buffer VREF+ VDDA CPU1, CPU2 SRAM1,2 Digital
33. Режимы энергосбережения - PWR RUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115 µA / MHz STANDBY
34. Питание/тактирование PWR / RCC 3 подсистемы CPU1 Corex-M4 (синий) CPU2 Cortex-M0+ (оранжевый) Radio system (фиолетовый) Всегда
35. Питание/тактирование PWR / RCC Каждый CPU может переходить в свой режим энгергопотребления (Stop0, Stop1, Stop2, Standby,
36. Связь SUBGHZ и PWR Sub-GHZ радио само управляет режимами питания своих подсистем Sub-GHz радио может автоматически
37. Система питания - PWR Повышенная производительность при спользовании SMPS Добавив внешнюю индуктивность, можно использовать SMPS для
38. Системы сброса и тактирования - RCC Гибкость в выборе источников тактирования для достижения точности частоты такт-я
39. RCC / PWR Системная периферия: PWR, RCC, EXTI, FLASH, SRAM1 and SRAM2 Активна для обоих CPUs.
40. Блок тактирования RCC / TCXO Внешний TCXO Питается от специального пина PB0-VDDTCXO Разрешается, через HSEBYPPWR Термокомпенсированный
41. Низкочастотный RC генератор - RCC / LSI Ультра-низкопотребляющий LSI (работает во всех режимах, кроме Shutdown и
42. Тактирование Радио - RCC / SUBGHZ Радиоприемопередатчик не нуждается в обслуживании CPU Напрямую управляет HSE32 Необходимые
43. STM32WL Lora Phy демонстрация-лаба Передаем данные «точка-точка»
44. Точка-точка - P2P Что мы изучим: некоторые базовые принципы Изучим реальный проект радиосвязи на STM32WL Проприетарный
45. Модель P2P: network ID,TS,FSent,Fack \ user text „ACK” (0x41,0x43,0x4B) Base Station (trainer) Node (attendee) Node periodically
46. Демонстрация примера P2P Prepare Base Station: connect to the PC one of the Nucleo-WL board and
47. Демонстрация примера P2P Start Nucleo VCP terminal: 115200,8,N,1 and test if Base Station board is working,
48. Демонстрация примера P2P: параметры радио File: subghz_phy_app.h #define RF_FREQUENCY 868000000 /* Hz */ #define TX_OUTPUT_POWER 10
49. Демонстрация примера P2P: секвенсор Set Task Sequencer Event Execute Task Idle Task LPM Manager Enter LPM
50. Демонстрация примера P2P: секвенсор Регистрация задачи UTIL_SEQ_RegTask((1 Запуск цикла секвенсора UTIL_SEQ_Run(UTIL_SEQ_DEFAULT); Активация задачи в функции «коллбака»
51. P2P: пример процесса «Сенсор» & FSM OnTimerTxEvent TX_START TX under CS RX_START OnTxDone OnRxDone RX RX_DONE
52. P2P: Channel Sensing - оценка занятости канала Этот механизм введен для минимизации коллизий в канале радиообмена
53. P2P: открываем проект в STM32CubeIDE Prepare Sensor node: connect to the PC 2nd Nucleo-WL and open
54. P2P: устройство проекта в STM32CubeIDE App lower & higher layer Core: main.c , etc. Phy higher
55. P2P: модификация File: subghz_phy_app.h Модифицировать NODE_ID по инструкции ведущего #define RX_TIMEOUT_VALUE 2000 /* [ms] */ #define
56. P2P: hands-on – разбираемся в исходнике File: subghz_phy_app.c static void Sensor_Process(void) { int16_t temperatureDegC; uint32_t i,backoffTime,carrierSenseTime;
57. P2P: hands-on 1. Build 2. Debug 3. Stop debug when MCU is flashed 4. Start Nucleo
58. STM32WL Олег Пушкарев КОМПЭЛ Радиомодуль
59. Готовый дизайн радиомодуля Микросхема STM32WL QFN48 Размер платы 34 х 60 мм Число слоев платы –
60. Схема радиомодуля
61. Ссылки на документацию будут размещены на странице вебинара https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1720-t=resources-page=1 https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1791-t=resources-page=1
62. STM32WL Олег Пушкарев КОМПЭЛ Практические тесты
63. Используем пример AT_Slave (описание в документе AN5481)
64. Проверка выходной мощности Установить частоту, тип модуляции (здесь FSK), выходную мощность и т.д. AT+TCONF=868000000:10:4:12:4/5:0:0:1:16:25000:2:3 Далее AT+TTONE
65. Обмен с сетью LoRaWAN RESET [2022-02-26_10:57:39:063]APP_VERSION: V1.1.0 [2022-02-26_10:57:39:063]MW_LORAWAN_VERSION: V2.3.0 [2022-02-26_10:57:39:063]MW_RADIO_VERSION: V1.1.0 [2022-02-26_10:57:39:063]###### OTAA ###### [2022-02-26_10:57:39:063]###### AppKey:
66. Попытки передачи на 2 каналах [2022-02-26_11:02:13:565]OK [2022-02-26_11:02:14:849]276s002:MAC txDone [2022-02-26_11:02:15:908]277s038:RX_1 on freq 869100000 Hz at DR 0
67. LoRaWAN в России На основе материалов из открытых источников и информации от компаний
68. Карта покрытия LORAWAN ЭР-Телеком является единственным от России членом технического комитета LoRa Alliance*, что позволяет ему
69. Характеристики LoRaWAN-сети Москва 130+ базовых станций ~250 000 LoRaWAN-устройств Частотный план: 868.9, 869.1 : 864.1, 864.3,
70. Компания Лартех Основана в 2015 в Санкт-Петербурге Разработчик HW/FW, производитель, интегратор LoRaWAN modules, SX1272/Cortex-M0+/Cortex-M4/SoC based Electricity/water/heat/gas
72. Скачать презентацию

Слайд 2

Новое беспроводное семейство в STM32
MPU
Optimized for mixed-signal Applications
Optimized for mixed-signal applications
Более

60,000 клиентов Более 6 миллиардов STM32 отгружено с 2007

Dual-core architecture: Cortex-M4 and M0+

Слайд 3

Система на кристалле созданная для универсальности
=
На одном кристалле
Беспроводной микроконтроллер большой дальности –

один кристалл, множество возможностей для интернета вещей

Первая
в мире!

Arm®
Cortex®-M0+

Слайд 4

Сделайте выбор в пользу серии STM32WL
Экономия средств
Открытая двухядерная платформа
8 ключевых факторов отличающих

STM32WL

Множество видов модуляции

Ультранизкое энергопотребление

Не беспокойтесь!

Широкий выбор вариантов

Встроенная безопасность

Законченная экосистема (передовые средства тестирования, генератор C-кода…)

Слайд 5

4 модуляции – множество протоколов
(G)FSK
- based proprietary
Proprietary
Proprietary
+ proprietary

Слайд 6

STM32WL5x – богатый набор возможностей, одно или два ядра, повышенная безопасность
Ключевые

характеристики
Arm® Cortex®-M4 & DSP up to 48 MHz
Up to 256 KB Flash and 64 KB SRAM
Arm® Cortex®-M0+ up to 48 MHz
Радио диапазона до 1 ГГц
Multi-modulation: LoRa, (G)FSK, (G)MSK, BPSK
2 embedded power amplifiers:
1 output up to +15 dBm
1 output up to +22 dBm
LoRa RX sensitivity: -148 dBm (SF12, BW=10.4kHz)
RX: 4.82mA and TX: 15mA (at 10dBm) / 87mA (at 20dBm) [3.3V]
Ультранизкое энергопотребление
< 71µA/MHz Active mode (3V - RF OFF)
1 µA Stop2 mode with RAM retention
390 nA Standby mode with RTC
31 nA Shutdown mode
Периферия
3xI²C, 2xUSART, 1xLP-UART, 2xSPI
7x timers + 2x ULP Comparators
Передовые средства безопасности
1.8 to 3.6V voltage range (DC/DC, LDO)
-40 to up to +105°C temperature range
-> Типы корпусов: QFN48, BGA73

Слайд 7

Линейка продуктов STM32WL Sub-GHz
Flash / RAM
Size (bytes)
73 pins
5x5 mm
BGA (p=0.5)
48 pins
7x7mm

UQFN (p=0.5)

Число выводов

STM32WLExJ8

64K / 20K

STM32WLExJB

128K / 48K

256K / 64K

STM32WL5xJC

STM32WLExJC

STM32WLExC8

STM32WLExCB

STM32WL5xCC

STM32WLExCC

256K / 64K

До 43 GPIOs для максимальнойгибкости
+
Малый размер корпуса

до 29 GPIOs +
экономия на
BOM cost
+
Можно использовать 2 слоя PCB

Примечание: x = 5 доступны все виды модуляции x = 4 все виды модуляции за исключением LoRa

Два ядра (Dual core)

Одно ядро (Single core)

Слайд 8

Гибкая схема питания FlexPowerControl
RUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115

µA / MHz

STANDBY 71 nA*

VBAT 5*** / 200 nA**

SHUTDOWN 31*** / 175 nA**

STANDBY + 32 KB RAM 390 nA**

Wake-up
time to RUN

STOP 2 (full retention) 1 µA**

RUN (Range2) at 16 MHz 100* / 115 µA / MHz

* Typical values with SMPS, RF OFF
** with RTC on LSE Bypass
*** All OFF

Typ with LDO @ VDD = 3 V @ 25 °C

6 cycles

SLEEP at 48 MHz 28* / 35 µA / MHz

5.5 µs

Возможна работа Радио (RF Capable)

STOP 1 (full retention) 4.55 µA**

29 µs

267 µs

29 µs

5 µs

Слайд 9

Ультранизкое потребление & готовность для IoT-проектов в любых странах мира
Лучшее решение

на рынке с поддержкой технологии LoRa

Всемирная
совместимость

Слайд 10

STM32WL: избавляемся от TCXO!
Минимизируйте стоимость компонентов, максимизируйте прибыль
AND / OR

Слайд 11

Safety
Back-up clock circuitry
Supply monitoring
Dual watchdog
Flash memory with ECC (address status register)
SRAM

Parity check
Cyclic Redundancy Check
Brown-out reset in all modes
Clock Security System
Backup byte registers

Security

Tamper detection
Read & Write protection
Memory Protection Unit (MPU)
Software IP Protection
True Random Number Generator
AES and Public Key Accelerator
Unique IDs (64- and 96-bit)
Boot-Lock in user Flash
Secure hardware isolation between CM4 / CM0
Boot selection
Secure Boot code protection
Debug control
Secure Firmware Install
Secure Boot Secure Firmware Update*
Key Management Services*
Crypto Library*

STM32WL – безопасность и защита

Обезопасьте свое приложение – работоспособность изделия, ваш код и передаваемые данные

* Software downloadable on st.com

Слайд 12

LoRaWAN – микросхемы и стеки протоколов
Доступные чипы, готовый к использованию стек
Сертифицированный

LoRaWAN стек
Открытый стек
Доступен на сайте st.com/STM32CubeWL

Arm Cortex-M4

Application Firmware
+
Radio stack

STM32WLE5

Arm Cortex-M4

Application Firmware

STM32WL55

Arm Cortex-M0+

Radio stack
+ Advanced security services

Открытая платформа

Слайд 13

Наслаждайтесь Sigfox, где бы вы ни находились
Доступный SoC для глобальной сети
Сертифицированный

стек от RC1 до RC7 + Monarch certified!
Открытый стек
Доступен на сайте st.com/STM32CubeWL

Arm Cortex-M4

Application Firmware
+
Radio stack

STM32WLE5

Arm Cortex-M4

Application Firmware

STM32WL55

Arm Cortex-M0+

Radio stack
+ Advanced security services

Открытая платформа

Слайд 14

STM32WL и W-MBUS
STM32WL идеально подходит для умных счетчиков энергии
STM32 Partner

Слайд 15

STM32WL и FUOTA
Подходят для массового обновления полевых устройств STM32WL
Не зависит от

LoRaWAN Network Server*

Подходит для LoRaWAN устройств Class B и C

* если Network Server полностью совместим с LoRaWAN

Обновление встроенного ПО по воздуху

Библиотеки FUOTA доступны в STM32CubeWL

Слайд 16

STM32WL – обзор экосистемы
Полностью интегрированы в богатую и проверенную рынком экосистему

STM32

Flexible prototyping

STM32 Nucleo-64

STM32CubeMX
STM32CubeWL
STM32CubeMonitor
STM32CubeProg
STM32CubeIDE + Partners IDEs

Dev tools

LoRaWAN (ST)
Sigfox (ST)
Wireless-MBUS / Mioty (Stackforce)
ZETA (Zifisense)

Stacks

Слайд 17

Создание прототипа на раз-два-три
NUCLEO-WL55JC

Слайд 18

Отладочная плата STM32WL Nucleo-64
Основные возможности
NUCLEO-WL55JC1
868/915/923 MHz
NUCLEO-WL55JC2
433/470 MHz

Слайд 19

Запомните главное: полная экосистема

Слайд 20

Реализуйте ваши идеи
9

Слайд 21

STM32WL: архитектура и периферия

Слайд 22

Минутка юмора

Слайд 23

Архитектура & периферия
Ключевые темы
Архитектура STM32WL
Новая периферия STM32WL
Низкопотребляющие режимы STM32WL

Слайд 24

Архитектура
STM32WL5 - это два CPU:
Cortex-M4
Cortex-M0+
Sub-GHz радио
Независимая работа двух CPU
3 автономных подсистемы
Cortex-M4

(CPU1)
Cortex-M0+ (CPU2)
Sub-GHz радио

Полностью автономная и независимая работа двух ядер реального времени
Оптимизировано для низкого потр.
Гибкое тактирование системы
Автономное радио
Возможность изоляции радиостека

Преимущества решения

Слайд 25

Архитектура
3 автономных подсистемы
Cortex-M4 (CPU1)
Cortex-M0+ (CPU2)
Radio (радиотрансивер)
Общий домен
Flash, SRAM1 & 2, RCC,

PWR, EXTI
Остальная периферия - общая
В общем домене:
IPCC, HSEM, AES, PKA, RNG, GTZC, CFI,
sub-GHz radio
В домене CPU1
DMA, TIM, SPI, USART, I2C, WDG, ADC, DAC, TEMP, RTC, TAMP.

Слайд 26

Специфические особенности 1/2
Автономная подсистема sub-GHz радио
Двухъядерная система
CPU1 Cortex-M4 (Стартует после сброса)
CPU2

Cortex-M0+ (Активируется программно из CPU1).
Однобанковая Flash- и SRAM-память
Каждая на отдельной шине AHB, с собстенным делителем частоты
CPU2 Cortex-M0+ допускает изоляцию памяти и периферии
HSE фиксирован на 32 MHz с возможностью подкл. TCXO.

Слайд 27

Специфические особенности 2/2
4 dedicated SMPS pins
8 dedicated Radio pins
На других корпусах

- аналогично

Debug Cross trigger unit, «двухъядерная отладка»
Включает SMPS для снабжения ядра и sub-GHz радио
Продуманная разводка пинов питания и радио

Слайд 28

SUBGHZ Радио
TRX: ISM band 150 – 960 MHz,
LoRa™, from 0.013 to

17.4 kbps
(G)FSK, from 0.6 to 300 kbps
(G)MSK, from 0.1 to 10 kbps
Sigfox BPSK, from 100 bps to 600 bps
Oscillator (HSE&RFPLL source),
Общий контроль питания и энергосбереж.
SPI securable command base interface
Radio Interrupt,
Radio operating mode independent from CPU,
High output power up to +22 dBm

Radio Peripheral

PLL

PDS

Control I/F

FSK Modem

Mixer

ADC

RFsw

Balun

LORA Modem

D
F
E

Приемопередатчик в МК STM32WL

Слайд 29

SUBGHZ Радио (типовой радио-БОМ)
Радио (RF)
Balun to convert from unbalanced to balanced

in Rx
(Балун для перевода из небалансного режима в балансный)
MN: Matching Network (inc. Band pass filter )
RF Switch for better perf (mandatory
for Sigfox)
Согласование антенны (если она не 50 Ом)
Антенна (как вариант – PCB-антенна)
Генератор
TCXO обязательно только для Sigfox
XO – только для LoRa

Radio Peripheral

PLL

PDS

Control I/F

LNA

HPA

FSK Modem

Mixer

ADC

LPA

RFsw

Balun

LORA Modem

D
F
E

Доп. индуктивность, если используется SMPS

Слайд 30

SUBGHZ Радио
Радио
активно
Startup
Sleep
Calibration
Standby
FS
TX
RX
Теплый старт
Холодный старт
Передача
Прием
Сброс
Машина состояния транссивера STM32WL

Слайд 31

SUBGHZ Радио
Буфер TX
Записывается в коде, вычитывается аппаратно
Параметры:
TxBaseAddr,
TxBufferPointer
PayloadLength
Буфер RX
Записываются аппаратно, читаются

программно
Параметры:
RxBaseAddr,
RxStartBufferPointer
RxPayloadLength

TX Data buffer

RX Data buffer

Received
payload

TxBufferPointer

RxStartBufferPointer +
RxPayloadLength

RxStartBufferPointer

TxBaseAddr +
PayloadLength

TxBaseAddr

RxBaseAddr

В программе
процессора

На стороне
Sub-GHz

Read_Buffer()

Write_Buffer()

RAM

Буфер данных 256 байт RAM

Слайд 32

Система питания - PWR
2 COMP
ADC, DAC
VREF buffer
VREF+
VDDA
CPU1, CPU2
SRAM1,2
Digital
Peripherals
Radio sub-system
VCORE
VDD
I/O ring
Flash
SMPS
Standby circuitry

(wakeup, IWDG)

Reset block

Temp. sensor

PLL, HSI16, MSI

VBAT

Voltage Regulators

VDDRF

Backup domain
LSE, RTC, backup registers

sub-GHz Radio
HSE

Схема питания

VFBSMPS

VDDSMPS

VDD , VDDSMPS , VDDRF : 1V71 ... 3V6 ; 1V95 min, for SUBGHZ RF operation
VFBSMPS regulated 1.5 V
VDDA from 1.62 to 3.6 V
VBAT from 1.55 to 3.6 V including the RTC and backup registers

Слайд 33

Режимы энергосбережения - PWR
RUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115

µA / MHz

STANDBY 71 nA*

VBAT 5*** / 200 nA**

SHUTDOWN 31*** / 175 nA**

STANDBY + 32 KB RAM 390 nA**

Wake-up
time to RUN

STOP 2 (full retention) 1 µA**

RUN (Range2) at 16 MHz 100* / 115 µA / MHz

* Typical values with SMPS, RF OFF
** with RTC on LSE Bypass
*** All OFF

Typ with LDO @ VDD = 3 V @ 25 °C

6 cycles

SLEEP at 48 MHz 28* / 35 µA / MHz

5.5 µs

RF
Capable

STOP 1 (full retention) 4.55 µA**

29 µs

267 µs

29 µs

5 µs

Слайд 34

Питание/тактирование PWR / RCC
3 подсистемы
CPU1 Corex-M4 (синий)
CPU2 Cortex-M0+ (оранжевый)
Radio system (фиолетовый)
Всегда

тактируется (зеленый)
Независимые режимы
CRun
CSleep
CStop
Периферия аллоцируется на каждый CPU через RCC

SUBGHZSPI

Слайд 35

Питание/тактирование PWR / RCC
Каждый CPU может переходить в свой режим энгергопотребления

(Stop0, Stop1, Stop2, Standby, или Shutdown).
Каждый CPU определяет источники пробуждения.
Когда оба CPU входят в WFI или WFE, спец. HW механизм синхронизирует эти запросы, и для системы выбирается общий (наиболее активный) режим
При пробуждении каждого из CPU, второй CPU не пробуждается
Когда STM32WL5 просыпается из состояния Stop от какого то из источников пробуждения, то лишь CPU, зарегистрированный за этим источником, просыпается, а другой остается в WFI (или WFE) нетактируемым
Когда STM32WL5 выходит из состояния Standby по сигналу от источника, который был закреплен за конкретным CPU, только этот CPU и пробуждается, при этом второе ядро продолжает находиться в сброшенном состоянии

Общие режимы питания процессоров: автоматическое управление

Слайд 36

Связь SUBGHZ и PWR
Sub-GHZ радио само управляет режимами питания своих подсистем
Sub-GHz

радио может автоматически просыпатьcя по сигналу низкопотребляющего таймера или по инициативе CPU
Sub-GHz радио не влияет на режимы работы обоих CPU. Радио может быть полностью активно, когда процессоры нах-ся в Stop или Standby
Sub-GHz может пробуждать процессор из Stop/Standby с помощью специальных прерываний

SUBGHZ управляет режимами питания

Слайд 37

Система питания - PWR
Повышенная производительность при спользовании SMPS
Добавив внешнюю индуктивность, можно

использовать SMPS для снижения потребления
SMPS может быть использован для обеспечения питания VDD , с его цифровой периферией и SUBGHZ (typ. 1V5)
Эконом-вариант с LDO
Без внешней индуктивности SMPS не доступен. Вместо него LDOs напрямую питают VDD
Обратная сторона этого решения – более высокое энергопотребление системы

Конфигурация с SMPS

Конфигурация с LDO

Full Vdd range [1.62..3.6V]
High efficiency SMPS

Full Vdd range [1.62..3.6V]
Low BOM
Low noise

ИЛИ

Слайд 38

Системы сброса и тактирования - RCC
Гибкость в выборе источников тактирования для

достижения точности частоты такт-я при мин. потребл.
Раздельное управление тактированием для обоих CPU
Безопасное и гибкое управление сбросом.

Преимущества

to processors
and peripherals

AHB

rcc_irq

PLL

HSI16

MSI

LSI

LSE

HSE32

System Reset Control

Clock distribution

Clock gating control

to processors and peripherals

rcc_HSE32css_irq

rcc_lsecss_irq

NRST

OSC_IN/OUT

OSC32_IN/OUT

RCC

peripheral kernel clocks

to peripherals

Блок Reset and Clock Controller (RCC) позволяет осуществлять:
Генерацию необходимых тактирований
CPU1, CPU2 и шинная матрица
Тактирование периферии ядер
PLL-, кварцевые и RC-генераторы
Разрешение и запрещение тактирования
Сброс отдельных блоков и всей системы

Слайд 39

RCC / PWR
Системная периферия:
PWR, RCC, EXTI, FLASH, SRAM1 and SRAM2
Активна для

обоих CPUs.
Выделяемая периферия:
Flash interace, IPCC, PKA, RNG, AES2, SUBGHZSPI, PERn.m
Назначается на CPU1 или CPU2
Общая периферия
Включаются только необходимые CPU, шинные матрицы и периферийные блоки

Большинство клоков на процессоры и шины индивидуально разрешаются на каждый CPU. Регистры RCC_AHBxENR и RCC_APBxENRy привязывают периферию к CPU1. RCC_C2_AHBxENR and RCC_C2_APBxENR - к CPU2.

Слайд 40

Блок тактирования RCC / TCXO
Внешний TCXO
Питается от специального пина PB0-VDDTCXO
Разрешается, через

HSEBYPPWR

Термокомпенсированный кварцевый генератор

Слайд 41

Низкочастотный RC генератор - RCC / LSI
Ультра-низкопотребляющий LSI (работает во всех

режимах, кроме Shutdown и VBAT)
Может быть использован RTC, LPTIMs, и IWDG (в радио не может быть использован)
Подстройка через HSE32 и TIM16.

32kHz LSI с функцией подстройки частоты

Слайд 42

Тактирование Радио - RCC / SUBGHZ
Радиоприемопередатчик не нуждается в обслуживании CPU
Напрямую

управляет HSE32
Необходимые клоки автоматически включаются для нужд радиотракта
Как внутренние, так и внешние генераторы, делители и проч.

Радио автономно

Слайд 43

STM32WL Lora Phy демонстрация-лаба Передаем данные «точка-точка»

Слайд 44

Точка-точка - P2P
Что мы изучим: некоторые базовые принципы
Изучим реальный проект радиосвязи

на STM32WL
Проприетарный протокол на Lora
Секвенсор (Sequencer) для экономии энергии
Оценка занятости канала

Слайд 45

$Модель P2P: network ID,TS,FSent,Fack \ user text „ACK” (0x41,0x43,0x4B) Base Station$

Модель P2P: network
ID,TS,FSent,Fack \ user text
„ACK” (0x41,0x43,0x4B)
Base Station (trainer)
Node (attendee)
Node periodically

sends, if RF channel is free, following data:
Node ID: 1 byte,
Temperature: 1 byte,
Frame Sent Counter: 2 bytes,
Frame Ack Counter: 2 bytes.
App log is printed out: VCP, 115200,8,N,1,
Alternative frame format is possible: user defined text
Base Station receives data and send back, if RF channel is free, the acknowledge frame:
- Ascii string: „ACK” is send back,
- App log is printed out: VCP,115200,8,N,1

Слайд 46

Демонстрация примера P2P
Prepare Base Station: connect to the PC one of

the Nucleo-WL board and download the binary
…\STM32WL_WS\Hands-on\Attendee_resources\SubGHz_Phy_Base_Station.bin
You can just copy/paste the binary file from WS repository to ST-Link debugger disk drive instance using Windows Explorer

Source code of Base Station project is in below folder of the WS repository
…\Hands-on\Point2Point_Phy\Projects\NUCLEO-WL55JC\Applications\SubGHz_Phy\P2P_Base_Station

Слайд 47

Демонстрация примера P2P
Start Nucleo VCP terminal: 115200,8,N,1 and test if Base

Station board is working, press Nucleo-WL reset button when connected

When Base Station board is working, disconnect the board from the PC

Слайд 48

Демонстрация примера P2P: параметры радио
File: subghz_phy_app.h
#define RF_FREQUENCY 868000000 /* Hz */
#define

TX_OUTPUT_POWER 10 /* dBm */
#define LORA_BANDWIDTH 0 /* [0: 125 kHz, 1: 250 kHz, 2: 500 kHz */
#define LORA_SPREADING_FACTOR 7 /* [SF7..SF12] */
#define RF_CHANNEL_FREE_TRIALS_MAX 5
#define RF_CHANNEL_FREE_RSSI_TRESHOLD -80 /* dBm */
#define RSSI_SENSING_TIME 10 /* ms */
#define CS_BACKOFF_TIME_UNIT 20 /* ms */

Слайд 49

Демонстрация примера P2P: секвенсор
Set Task
Sequencer
Event
Execute Task
Idle Task
LPM Manager
Enter LPM
Register Task
Reset Task
Low

Power-приложение: работает на событиях

Application

Start

Слайд 50

Демонстрация примера P2P: секвенсор
Регистрация задачи
UTIL_SEQ_RegTask((1 << CFG_SEQ_Task_Sensor_Process),0,Sensor_Process);
Запуск цикла секвенсора
UTIL_SEQ_Run(UTIL_SEQ_DEFAULT);
Активация задачи в

функции «коллбака» события
static void OnTxDone(void)
{
State = RX_START;
UTIL_SEQ_SetTask((1 << CFG_SEQ_Task_Sensor_Process), CFG_SEQ_Prio_0);
}
Обработка бездействия секвенсора (переопределяемая функция)
void UTIL_SEQ_Idle(void)
{
UTIL_LPM_EnterLowPower();
}

Слайд 51

P2P: пример процесса «Сенсор» & FSM
OnTimerTxEvent
TX_START
TX under CS
RX_START
OnTxDone
OnRxDone
RX
RX_DONE
RF SLEEP
OnRxTimeout
RX_TO
OnRxError
RX_ERR
OnTxTimeout
TX_TO
Event / Callback
FSM

state

Action

SLEEP MCU

Слайд 52

P2P: Channel Sensing - оценка занятости канала
Этот механизм введен для минимизации

коллизий в канале радиообмена

RX: integrate RSSI

RSSI < Trsh

Trial < Max

Wait backoff time

Start

Stop

Слайд 53

P2P: открываем проект в STM32CubeIDE
Prepare Sensor node: connect to the PC

2nd Nucleo-WL and open project using CubeIDE
File → Open Projects from File System...
…\Hands-on\Point2Point_Phy\Projects\NUCLEO-WL55JC\Applications\SubGHz_Phy\P2P_Sensor\STM32CubeIDE

Слайд 54

P2P: устройство проекта в STM32CubeIDE
App lower & higher layer
Core: main.c ,

etc.

Phy higher & lower layer

Low-Power Manager

Sequencer

Software timers

HAL library

Open in editor then put the cursor on subghz_phy_app.h and press F3 (open relevant file in editor as well)

Слайд 55

P2P: модификация
File: subghz_phy_app.h
Модифицировать NODE_ID по инструкции ведущего
#define RX_TIMEOUT_VALUE 2000 /* [ms]

*/
#define TX_TIMEOUT_VALUE 3000 /* [ms] */
#define BUFFER_SIZE 64 /* Define the payload size here */
#define LED_PERIOD_MS 100
#define LED_ERROR_PERIOD_MS 500
#define TX_PERIOD_MS 10000 /* App TX duty cycle */
#define TCXO_WORKAROUND_TIME_MARGIN 50 /* 50ms margin */
#define RF_CHANNEL_FREE_TRIALS_MAX 5
#define RF_CHANNEL_FREE_RSSI_TRESHOLD -70 /* [dBm] */
#define RSSI_SENSING_TIME 10 /* [ms] */
#define CS_BACKOFF_TIME_UNIT 20 /* [ms] */
#define NODE_ID (uint8_t)(0x01) /* Node address */

Слайд 56

P2P: hands-on – разбираемся в исходнике
File: subghz_phy_app.c
static void Sensor_Process(void)
{
int16_t temperatureDegC;

uint32_t i,backoffTime,carrierSenseTime;
int16_t rssi;
bool isChannelFree = true;
switch (State)
{
case TX_START:
temperatureDegC = GetTemperatureLevel();
i = 0;
#if 1 /* Byte data format */
Buffer[i++] = NODE_ID;
Buffer[i++] = temperatureDegC & 0xFF;
Buffer[i++] = (temperatureDegC>>8) & 0xFF;
Buffer[i++] = (FrameSentCnt>>8) & 0xFF;
Buffer[i++] = FrameSentCnt & 0xFF;
Buffer[i++] = (FrameAckCnt>>8) & 0xFF;
Buffer[i++] = FrameAckCnt & 0xFF;
#endif
.
.
.
}

Sensor_Process task implementation

static void OnTimerTxEvent(void *context)
{
State = TX_START;
UTIL_TIMER_Start(&timerTx);
UTIL_TIMER_Start(&timerLedTx);
SYS_LED_On(SYS_LED_BLUE);
UTIL_SEQ_SetTask((1 << CFG_SEQ_Task_Sensor_Process), CFG_SEQ_Prio_0);
}
.
.
.
static void OnRxDone(uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr)
{
BufferSize = size;
memcpy(Buffer, payload, BufferSize);
RssiValue = rssi;
SnrValue = snr;
State = RX_DONE;
UTIL_SEQ_SetTask((1 << CFG_SEQ_Task_Sensor_Process), CFG_SEQ_Prio_0);
}

Callback examples

Слайд 57

P2P: hands-on
1. Build
2. Debug
3. Stop debug when MCU is flashed
4. Start

Nucleo VCP terminal: 115200,8,N,1

5. Reset MCU

6. Follow terminal log

Слайд 58

STM32WL
Олег Пушкарев
КОМПЭЛ
Радиомодуль

Слайд 59

Готовый дизайн радиомодуля
Микросхема STM32WL QFN48
Размер платы 34 х 60 мм
Число

слоев платы – 2 или 4
Проект Altium Designer
Гербер-файлы
Перечень компонентов (BOM)
Доступны 4 версии схемы

Слайд 60

Схема радиомодуля

Слайд 61

Ссылки на документацию будут размещены на странице вебинара
https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1720-t=resources-page=1
https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1791-t=resources-page=1

Слайд 62

STM32WL
Олег Пушкарев
КОМПЭЛ
Практические тесты

Слайд 63

Используем пример AT_Slave (описание в документе AN5481)

Слайд 64

Проверка выходной мощности
Установить частоту, тип модуляции (здесь FSK), выходную мощность и

т.д.
AT+TCONF=868000000:10:4:12:4/5:0:0:1:16:25000:2:3
Далее
AT+TTONE
Остановить генерацию
AT+TOFF

Слайд 65

Обмен с сетью LoRaWAN
RESET
[2022-02-26_10:57:39:063]APP_VERSION: V1.1.0
[2022-02-26_10:57:39:063]MW_LORAWAN_VERSION: V2.3.0
[2022-02-26_10:57:39:063]MW_RADIO_VERSION: V1.1.0
[2022-02-26_10:57:39:063]###### OTAA ######
[2022-02-26_10:57:39:063]###### AppKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:39:063]######

NwkKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:39:063]###### ABP ######
[2022-02-26_10:57:39:329]###### AppSKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:39:329]###### NwkSKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:39:329]###### DevEui: 00:80:E1:15:00:0A:9A:CA
[2022-02-26_10:57:39:329]###### AppEui: 01:01:01:01:01:01:01:01
[2022-02-26_10:57:39:329]###### DevAddr: 00:0A:9A:CA
[2022-02-26_10:57:39:329]ATtention command interface
[2022-02-26_10:57:39:424]AT? to list all available functions
AT+BAND=? – по умолчанию стоит европейский диапазон
[2022-02-26_10:57:43:492]5:EU868
AT+BAND=9 – переключаемся на RU_864*
[2022-02-26_10:57:43:492]OK
[2022-02-26_10:57:45:736]###### OTAA ######
[2022-02-26_10:57:45:736]###### AppKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:45:736]###### NwkKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:45:736]###### ABP ######
[2022-02-26_10:57:45:736]###### AppSKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:45:736]###### NwkSKey: 2B:7E:15:16:28:AE:D2:A6:AB:F7:15:88:09:CF:4F:3C
[2022-02-26_10:57:45:944]###### DevEui: 00:80:E1:15:00:0A:9A:CA
[2022-02-26_10:57:45:944]###### AppEui: 01:01:01:01:01:01:01:01
[2022-02-26_10:57:45:944]###### DevAddr: 00:0A:9A:CA

AT+JOIN=0 – присоединение к сети
[2022-02-26_10:57:45:944]OK
[2022-02-26_10:57:52:105]+EVT:JOINED
AT+SEND=5:1:33 – отправляем данные с запросом подтверждения
[2022-02-26_10:57:52:105]OK
[2022-02-26_10:57:57:645]18s786:TX on freq 868900000 Hz at DR 0
[2022-02-26_10:57:57:645]OK
[2022-02-26_10:57:58:775]19s943:MAC txDone
[2022-02-26_10:57:59:845]20s977:RX_1 on freq 868900000 Hz at DR 0
[2022-02-26_10:58:01:021]22s128:MAC rxDone
[2022-02-26_10:58:01:021]+EVT:SEND_CONFIRMED
[2022-02-26_10:58:01:021]+EVT:RX_1, DR 0, RSSI -85, SNR 7

* В проекте сменить #define REGION_RU864 в файле set lorawan_conf.h

Слайд 66

Попытки передачи на 2 каналах
[2022-02-26_11:02:13:565]OK
[2022-02-26_11:02:14:849]276s002:MAC txDone
[2022-02-26_11:02:15:908]277s038:RX_1 on freq 869100000 Hz at

DR 0
[2022-02-26_11:02:16:121]277s235:IRQ_RX_TX_TIMEOUT
[2022-02-26_11:02:16:121]277s236:MAC rxTimeOut
[2022-02-26_11:02:16:909]278s038:RX_2 on freq 869100000 Hz at DR 0
[2022-02-26_11:02:17:121]278s235:IRQ_RX_TX_TIMEOUT
[2022-02-26_11:02:17:121]278s236:MAC rxTimeOut
[2022-02-26_11:02:18:692]279s822:TX on freq 868900000 Hz at DR 0
[2022-02-26_11:02:19:993]281s142:MAC txDone
[2022-02-26_11:02:21:050]282s177:RX_1 on freq 868900000 Hz at DR 0
[2022-02-26_11:02:21:261]282s375:IRQ_RX_TX_TIMEOUT
[2022-02-26_11:02:21:261]282s375:MAC rxTimeOut
[2022-02-26_11:02:22:047]283s177:RX_2 on freq 869100000 Hz at DR 0
[2022-02-26_11:02:22:259]283s375:IRQ_RX_TX_TIMEOUT
[2022-02-26_11:02:22:259]283s375:MAC rxTimeOut
[2022-02-26_11:02:24:389]285s510:TX on freq 869100000 Hz at DR 0

Слайд 67

LoRaWAN в России
На основе материалов из открытых источников и информации от компаний

Слайд 68

Карта покрытия LORAWAN
ЭР-Телеком является единственным от России членом технического комитета LoRa

Alliance*, что позволяет ему оказывать влияние на развитие стандарта
В 2018 году ЭР-Телеком запустил первую в России сеть промышленного IoT федерального охвата во всех с населением 300+
IoT-сеть ЭР-Телеком зарегистрирована в едином списке сетей операторского класса и имеет международный NetID–52, обеспечивающий возможность предоставлять роуминг

Слайд 69

Характеристики LoRaWAN-сети
Москва
130+ базовых станций
~250 000 LoRaWAN-устройств
Частотный план: 868.9, 869.1 : 864.1,

864.3, 864.5, 864.7, 864.9
Более 2 млн пакетов в сутки
Рост общего трафика в Москве

Слайд 70

Компания Лартех
Основана в 2015 в Санкт-Петербурге
Разработчик HW/FW, производитель, интегратор
LoRaWAN modules, SX1272/Cortex-M0+/Cortex-M4/SoC

based
Electricity/water/heat/gas meters in partnership with leading manufacturers
816 687 meters in the field (Q3 2021)
Разработчик Middleware
Meritorious stack
LPWAN.DLMS
Разработчик платформы Sophrosyne
LoRaWAN Network Server
SAAS/PAAS
LPWAN.Metering
Сервисы
Network planning department
(~1000 coverage prediction calculations Q3 2021)
2700 LoRaWAN gateways under control

STM32WL MCU series беспроводная система-на-кристалле

Содержание

Новое беспроводное семейство в STM32MPUOptimized for mixed-signal ApplicationsOptimized for mixed-signal applicationsБолее

Система на кристалле созданная для универсальности=На одном кристаллеБеспроводной микроконтроллер большой дальности –

Сделайте выбор в пользу серии STM32WLЭкономия средствОткрытая двухядерная платформа8 ключевых факторов отличающих

4 модуляции – множество протоколов(G)FSK- based proprietaryProprietaryProprietary+ proprietary

STM32WL5x – богатый набор возможностей, одно или два ядра, повышенная безопасностьКлючевые

Линейка продуктов STM32WL Sub-GHzFlash / RAMSize (bytes)73 pins5x5 mmBGA (p=0.5)48 pins7x7mm

Гибкая схема питания FlexPowerControlRUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115

Ультранизкое потребление & готовность для IoT-проектов в любых странах мираЛучшее решение

STM32WL: избавляемся от TCXO!Минимизируйте стоимость компонентов, максимизируйте прибыльAND / OR

SafetyBack-up clock circuitrySupply monitoringDual watchdogFlash memory with ECC (address status register)SRAM

LoRaWAN – микросхемы и стеки протоколовДоступные чипы, готовый к использованию стекСертифицированный

Наслаждайтесь Sigfox, где бы вы ни находилисьДоступный SoC для глобальной сетиСертифицированный

STM32WL и W-MBUSSTM32WL идеально подходит для умных счетчиков энергииSTM32 Partner

STM32WL и FUOTAПодходят для массового обновления полевых устройств STM32WLНе зависит от

STM32WL – обзор экосистемыПолностью интегрированы в богатую и проверенную рынком экосистему

Создание прототипа на раз-два-триNUCLEO-WL55JC

Отладочная плата STM32WL Nucleo-64Основные возможностиNUCLEO-WL55JC1 868/915/923 MHzNUCLEO-WL55JC2 433/470 MHz

Запомните главное: полная экосистема

Реализуйте ваши идеи9

STM32WL: архитектура и периферия

Минутка юмора

Архитектура & периферияКлючевые темыАрхитектура STM32WLНовая периферия STM32WLНизкопотребляющие режимы STM32WL

АрхитектураSTM32WL5 - это два CPU:Cortex-M4Cortex-M0+Sub-GHz радиоНезависимая работа двух CPU3 автономных подсистемыCortex-M4

Архитектура3 автономных подсистемыCortex-M4 (CPU1)Cortex-M0+ (CPU2)Radio (радиотрансивер)Общий доменFlash, SRAM1 & 2, RCC,

Специфические особенности 1/2Автономная подсистема sub-GHz радиоДвухъядерная системаCPU1 Cortex-M4 (Стартует после сброса)CPU2

Специфические особенности 2/24 dedicated SMPS pins8 dedicated Radio pinsНа других корпусах

SUBGHZ РадиоTRX: ISM band 150 – 960 MHz,LoRa™, from 0.013 to

SUBGHZ Радио (типовой радио-БОМ)Радио (RF)Balun to convert from unbalanced to balanced

SUBGHZ РадиоРадиоактивноStartupSleepCalibrationStandbyFSTXRXТеплый стартХолодный стартПередачаПриемСбросМашина состояния транссивера STM32WL

SUBGHZ РадиоБуфер TXЗаписывается в коде, вычитывается аппаратноПараметры:TxBaseAddr,TxBufferPointer PayloadLengthБуфер RXЗаписываются аппаратно, читаются

Система питания - PWR2 COMPADC, DACVREF bufferVREF+VDDACPU1, CPU2SRAM1,2DigitalPeripheralsRadio sub-systemVCOREVDDI/O ringFlashSMPSStandby circuitry

Режимы энергосбережения - PWRRUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115

Питание/тактирование PWR / RCC3 подсистемыCPU1 Corex-M4 (синий)CPU2 Cortex-M0+ (оранжевый)Radio system (фиолетовый)Всегда

Питание/тактирование PWR / RCCКаждый CPU может переходить в свой режим энгергопотребления

Связь SUBGHZ и PWRSub-GHZ радио само управляет режимами питания своих подсистемSub-GHz

Система питания - PWRПовышенная производительность при спользовании SMPSДобавив внешнюю индуктивность, можно

Системы сброса и тактирования - RCCГибкость в выборе источников тактирования для

RCC / PWRСистемная периферия:PWR, RCC, EXTI, FLASH, SRAM1 and SRAM2Активна для

Блок тактирования RCC / TCXOВнешний TCXOПитается от специального пина PB0-VDDTCXOРазрешается, через

Низкочастотный RC генератор - RCC / LSIУльтра-низкопотребляющий LSI (работает во всех

Тактирование Радио - RCC / SUBGHZРадиоприемопередатчик не нуждается в обслуживании CPUНапрямую

STM32WL Lora Phy демонстрация-лаба Передаем данные «точка-точка»

Точка-точка - P2PЧто мы изучим: некоторые базовые принципыИзучим реальный проект радиосвязи

Модель P2P: networkID,TS,FSent,Fack \ user text„ACK” (0x41,0x43,0x4B)Base Station (trainer)Node (attendee)Node periodically

Демонстрация примера P2PPrepare Base Station: connect to the PC one of

Демонстрация примера P2PStart Nucleo VCP terminal: 115200,8,N,1 and test if Base

Демонстрация примера P2P: параметры радиоFile: subghz_phy_app.h#define RF_FREQUENCY 868000000 /* Hz */#define

Демонстрация примера P2P: секвенсорSet TaskSequencerEventExecute TaskIdle TaskLPM ManagerEnter LPMRegister TaskReset TaskLow

Демонстрация примера P2P: секвенсорРегистрация задачиUTIL_SEQ_RegTask((1 << CFG_SEQ_Task_Sensor_Process),0,Sensor_Process);Запуск цикла секвенсораUTIL_SEQ_Run(UTIL_SEQ_DEFAULT);Активация задачи в

P2P: пример процесса «Сенсор» & FSMOnTimerTxEventTX_STARTTX under CSRX_STARTOnTxDoneOnRxDoneRXRX_DONERF SLEEPOnRxTimeoutRX_TOOnRxErrorRX_ERROnTxTimeoutTX_TOEvent / CallbackFSM

P2P: Channel Sensing - оценка занятости каналаЭтот механизм введен для минимизации

P2P: открываем проект в STM32CubeIDEPrepare Sensor node: connect to the PC

P2P: устройство проекта в STM32CubeIDEApp lower & higher layerCore: main.c ,

P2P: модификацияFile: subghz_phy_app.hМодифицировать NODE_ID по инструкции ведущего#define RX_TIMEOUT_VALUE 2000 /* [ms]

P2P: hands-on – разбираемся в исходникеFile: subghz_phy_app.cstatic void Sensor_Process(void){ int16_t temperatureDegC;

P2P: hands-on1. Build2. Debug3. Stop debug when MCU is flashed4. Start

STM32WLОлег ПушкаревКОМПЭЛРадиомодуль

Готовый дизайн радиомодуляМикросхема STM32WL QFN48 Размер платы 34 х 60 ммЧисло

Схема радиомодуля

Ссылки на документацию будут размещены на странице вебинараhttps://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1720-t=resources-page=1https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1791-t=resources-page=1

STM32WLОлег ПушкаревКОМПЭЛПрактические тесты

Используем пример AT_Slave (описание в документе AN5481)

Проверка выходной мощностиУстановить частоту, тип модуляции (здесь FSK), выходную мощность и

Попытки передачи на 2 каналах[2022-02-26_11:02:13:565]OK[2022-02-26_11:02:14:849]276s002:MAC txDone[2022-02-26_11:02:15:908]277s038:RX_1 on freq 869100000 Hz at

LoRaWAN в РоссииНа основе материалов из открытых источников и информации от компаний

Карта покрытия LORAWANЭР-Телеком является единственным от России членом технического комитета LoRa

Характеристики LoRaWAN-сетиМосква130+ базовых станций~250 000 LoRaWAN-устройствЧастотный план: 868.9, 869.1 : 864.1,

Компания ЛартехОснована в 2015 в Санкт-ПетербургеРазработчик HW/FW, производитель, интеграторLoRaWAN modules, SX1272/Cortex-M0+/Cortex-M4/SoC

Похожие презентации

Новое беспроводное семейство в STM32
MPU
Optimized for mixed-signal Applications
Optimized for mixed-signal applications
Более

Система на кристалле созданная для универсальности
=
На одном кристалле
Беспроводной микроконтроллер большой дальности –

Сделайте выбор в пользу серии STM32WL
Экономия средств
Открытая двухядерная платформа
8 ключевых факторов отличающих

4 модуляции – множество протоколов
(G)FSK
- based proprietary
Proprietary
Proprietary
+ proprietary

STM32WL5x – богатый набор возможностей, одно или два ядра, повышенная безопасность
Ключевые

Линейка продуктов STM32WL Sub-GHz
Flash / RAM
Size (bytes)
73 pins
5x5 mm
BGA (p=0.5)
48 pins
7x7mm

Гибкая схема питания FlexPowerControl
RUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115

Ультранизкое потребление & готовность для IoT-проектов в любых странах мира
Лучшее решение

STM32WL: избавляемся от TCXO!
Минимизируйте стоимость компонентов, максимизируйте прибыль
AND / OR

Safety
Back-up clock circuitry
Supply monitoring
Dual watchdog
Flash memory with ECC (address status register)
SRAM

LoRaWAN – микросхемы и стеки протоколов
Доступные чипы, готовый к использованию стек
Сертифицированный

Наслаждайтесь Sigfox, где бы вы ни находились
Доступный SoC для глобальной сети
Сертифицированный

STM32WL и W-MBUS
STM32WL идеально подходит для умных счетчиков энергии
STM32 Partner

STM32WL и FUOTA
Подходят для массового обновления полевых устройств STM32WL
Не зависит от

STM32WL – обзор экосистемы
Полностью интегрированы в богатую и проверенную рынком экосистему

Создание прототипа на раз-два-три
NUCLEO-WL55JC

Отладочная плата STM32WL Nucleo-64
Основные возможности
NUCLEO-WL55JC1
868/915/923 MHz
NUCLEO-WL55JC2
433/470 MHz

Реализуйте ваши идеи
9

Архитектура & периферия
Ключевые темы
Архитектура STM32WL
Новая периферия STM32WL
Низкопотребляющие режимы STM32WL

Архитектура
STM32WL5 - это два CPU:
Cortex-M4
Cortex-M0+
Sub-GHz радио
Независимая работа двух CPU
3 автономных подсистемы
Cortex-M4

Архитектура
3 автономных подсистемы
Cortex-M4 (CPU1)
Cortex-M0+ (CPU2)
Radio (радиотрансивер)
Общий домен
Flash, SRAM1 & 2, RCC,

Специфические особенности 1/2
Автономная подсистема sub-GHz радио
Двухъядерная система
CPU1 Cortex-M4 (Стартует после сброса)
CPU2

Специфические особенности 2/2
4 dedicated SMPS pins
8 dedicated Radio pins
На других корпусах

SUBGHZ Радио
TRX: ISM band 150 – 960 MHz,
LoRa™, from 0.013 to

SUBGHZ Радио (типовой радио-БОМ)
Радио (RF)
Balun to convert from unbalanced to balanced

SUBGHZ Радио
Радио
активно
Startup
Sleep
Calibration
Standby
FS
TX
RX
Теплый старт
Холодный старт
Передача
Прием
Сброс
Машина состояния транссивера STM32WL

SUBGHZ Радио
Буфер TX
Записывается в коде, вычитывается аппаратно
Параметры:
TxBaseAddr,
TxBufferPointer
PayloadLength
Буфер RX
Записываются аппаратно, читаются

Система питания - PWR
2 COMP
ADC, DAC
VREF buffer
VREF+
VDDA
CPU1, CPU2
SRAM1,2
Digital
Peripherals
Radio sub-system
VCORE
VDD
I/O ring
Flash
SMPS
Standby circuitry

Режимы энергосбережения - PWR
RUN (Range1) at 48 MHz 71* / 115

Питание/тактирование PWR / RCC
3 подсистемы
CPU1 Corex-M4 (синий)
CPU2 Cortex-M0+ (оранжевый)
Radio system (фиолетовый)
Всегда

Питание/тактирование PWR / RCC
Каждый CPU может переходить в свой режим энгергопотребления

Связь SUBGHZ и PWR
Sub-GHZ радио само управляет режимами питания своих подсистем
Sub-GHz

Система питания - PWR
Повышенная производительность при спользовании SMPS
Добавив внешнюю индуктивность, можно

Системы сброса и тактирования - RCC
Гибкость в выборе источников тактирования для

RCC / PWR
Системная периферия:
PWR, RCC, EXTI, FLASH, SRAM1 and SRAM2
Активна для

Блок тактирования RCC / TCXO
Внешний TCXO
Питается от специального пина PB0-VDDTCXO
Разрешается, через

Низкочастотный RC генератор - RCC / LSI
Ультра-низкопотребляющий LSI (работает во всех

Тактирование Радио - RCC / SUBGHZ
Радиоприемопередатчик не нуждается в обслуживании CPU
Напрямую

Точка-точка - P2P
Что мы изучим: некоторые базовые принципы
Изучим реальный проект радиосвязи

Модель P2P: network
ID,TS,FSent,Fack \ user text
„ACK” (0x41,0x43,0x4B)
Base Station (trainer)
Node (attendee)
Node periodically

Демонстрация примера P2P
Prepare Base Station: connect to the PC one of

Демонстрация примера P2P
Start Nucleo VCP terminal: 115200,8,N,1 and test if Base

Демонстрация примера P2P: параметры радио
File: subghz_phy_app.h
#define RF_FREQUENCY 868000000 /* Hz */
#define

Демонстрация примера P2P: секвенсор
Set Task
Sequencer
Event
Execute Task
Idle Task
LPM Manager
Enter LPM
Register Task
Reset Task
Low

Демонстрация примера P2P: секвенсор
Регистрация задачи
UTIL_SEQ_RegTask((1 << CFG_SEQ_Task_Sensor_Process),0,Sensor_Process);
Запуск цикла секвенсора
UTIL_SEQ_Run(UTIL_SEQ_DEFAULT);
Активация задачи в

P2P: пример процесса «Сенсор» & FSM
OnTimerTxEvent
TX_START
TX under CS
RX_START
OnTxDone
OnRxDone
RX
RX_DONE
RF SLEEP
OnRxTimeout
RX_TO
OnRxError
RX_ERR
OnTxTimeout
TX_TO
Event / Callback
FSM

P2P: Channel Sensing - оценка занятости канала
Этот механизм введен для минимизации

P2P: открываем проект в STM32CubeIDE
Prepare Sensor node: connect to the PC

P2P: устройство проекта в STM32CubeIDE
App lower & higher layer
Core: main.c ,

P2P: модификация
File: subghz_phy_app.h
Модифицировать NODE_ID по инструкции ведущего
#define RX_TIMEOUT_VALUE 2000 /* [ms]

P2P: hands-on – разбираемся в исходнике
File: subghz_phy_app.c
static void Sensor_Process(void)
{
int16_t temperatureDegC;

P2P: hands-on
1. Build
2. Debug
3. Stop debug when MCU is flashed
4. Start

STM32WL
Олег Пушкарев
КОМПЭЛ
Радиомодуль

Готовый дизайн радиомодуля
Микросхема STM32WL QFN48
Размер платы 34 х 60 мм
Число

Ссылки на документацию будут размещены на странице вебинара
https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1720-t=resources-page=1
https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=MB1791-t=resources-page=1

STM32WL
Олег Пушкарев
КОМПЭЛ
Практические тесты

Проверка выходной мощности
Установить частоту, тип модуляции (здесь FSK), выходную мощность и

Попытки передачи на 2 каналах
[2022-02-26_11:02:13:565]OK
[2022-02-26_11:02:14:849]276s002:MAC txDone
[2022-02-26_11:02:15:908]277s038:RX_1 on freq 869100000 Hz at

LoRaWAN в России
На основе материалов из открытых источников и информации от компаний

Карта покрытия LORAWAN
ЭР-Телеком является единственным от России членом технического комитета LoRa

Характеристики LoRaWAN-сети
Москва
130+ базовых станций
~250 000 LoRaWAN-устройств
Частотный план: 868.9, 869.1 : 864.1,

Компания Лартех
Основана в 2015 в Санкт-Петербурге
Разработчик HW/FW, производитель, интегратор
LoRaWAN modules, SX1272/Cortex-M0+/Cortex-M4/SoC