ST发布世界上首款LoRa Soc单片机STM32WL

作者：ST，排版整理：晓宇

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到目前为止，LoRa行业要么具有分立的MCU和收发器，要么两个组件都使用同一封装，但使用不同的裸片（系统级封装）。新设备通过实现更简单，更灵活，更集成和更节能的设计，为原始应用打开了大门。昨天ST推出了的首批STM32WL面向OEM厂商和部分ST客户，他们也将按需访问LoRAWAN堆栈，从而加快了生产速度。因此，让我们更好地理解为什么业界如此热衷于支持LoRa的片上系统以及使STM32WL变得特别的ST优化。

为什么在STM32 MCU中使用LoRa？

在所提出的一项调查显示，2017年国际研讨会上，信号，电路与系统 ，研究人员确定了LoRa可能解决困扰广泛采用物联网设备的显著挑战。它使用亚千兆赫兹频率以及其Chirp扩频调制技术，可以实现小包装的长距离传输，同时使其具有更强的抗干扰能力和更强的整体性。实际上，在《国际电力与能源系统杂志》上发表的另一篇论文中中国学者表明，LoRa是对智能电网的出色调制，并提供了优化智能电表实施的方法。他们还指出，智能电网是减少温室气体排放并符合最新欧洲标准的绝佳工具。因此，STM32WL是迈向远程（LoRa）技术民主化的重要一步。

为什么STM32WL更灵活？双输功率和多重调制

NUCLEO-WL55JC1

新设备嵌入了基于Semtech SX126x的经过特殊设计的无线电，该无线电提供两种功率输出：一种功率高达15 dBm，另一种功率高达22 dBm。此外，由于收发器提供的线性频率范围为150 MHz至960 MHz，因此可以在世界各地使用STM32WL。例如，欧洲标准要求LoRa系统使用较低的输出和868 MHz的频率，而北美可能会提高到22 dBm，并要求915 MHz。因此，开发人员可以针对特定地区定制STM32WL系列，优化其性能，并轻松地向其他国家开放其系统。此外，能够为STM32 MCU和收发器确定一个组件的资格，将节省时间并减少材料清单和运营成本。

STM32WL的千兆赫收发器与LoRa，（G）FSK，（G）MSK和BPSK调制方案兼容。容易低估此功能的范围。但是，由于它支持二进制相移键控（BPSK），因此STM32WL可以通过LoRa调制同时运行LoRaWAN堆栈和Sigfox堆栈。公司不再需要在彼此之间进行选择。与（G）FSK和（G）MSK以及BPSK的兼容性表示STM32WL也将与专有协议兼容，这些专有协议在寻求创建独特解决方案的组织中很流行。支持所有这些调制因此增加了STM32WL的灵活性和国际吸引力。

为什么STM32WL如此高效？架构优化和内存空间

STM32WL受益于STM32WB上引入的优化功能，STM32WB是集成了蓝牙模块的STM32 MCU，将于2019年上市。传统上，工程师需要两个32 MHz外部晶体：一个与Cortex-M4同步，另一个用于LoRa收发器。由于采用了我们的体系结构，该系统仅需一个晶体即可用于MCU和无线电的高速时钟，从而有助于减少材料清单并简化PCB设计。

我们通过包括一个开关电源和一个LDO来优化电源管理，以缩短STM32WL从任何低功耗模式的唤醒时间。准备好此类SMPS通常大约需要60 µs，但是由于LDO的存在，即使SMPS还没有准备好，MCU也可以在5 µs或更短的时间内唤醒。使STM32WL处于睡眠，停止或待机状态时，系统首先使用LDO，并且可以在等待SMPS准备就绪时开始处理信息。

ST计划满足各种内存需求，并将拥有具有64 KB，128 KB和256 KB Flash的设备，以满足各种开发人员的应用需求，同时还帮助他们实现成本目标。因此，团队可以在更大的测试模型上编写软件，而不必担心过多的资源消耗，然后花时间优化代码以在较小的内存占用量上运行。由于即将推出的STM32CubeMX版本，将LoRa无线电与STM32 MCU放在同一芯片上也使引脚配置更加简单。

如何准备STM32WL？

希望为STM32WL的大众市场可用性做准备的热心者或专业人员可以开始在STM32L4 Nucleo板和Semtech扩展板上工作，例如SX1262DVK1DAS，SX1262DVK1CAS或SX1262DVK1BAS。STM32L4接近STM32WL中存在的Cortex-M4，开发人员可以尝试其安全性和安全性功能，例如内存保护，私钥加速，真正的随机数生成器，纠错系统和看门狗，等等。将代码移植到STM32WL将需要进行更改，但是这些更改很少，从而使团队能够在竞争中脱颖而出。如今，交付给OEM的设备使用BGA外壳，但到2020年底将提供更多种封装以及Sigfox堆栈。

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