當前，越來越多的設備接入物聯網，因此無線連接功能和安全成為重要特征。與此同時，海量物聯網設備應用需要芯片及解決方案的成本低、有更低的功耗，且有豐富的產品種類可選。

　　發布會照片：從左至右：意法半導體中國區微控制器事業部市場經理 談俊 ，STM32超低功耗和網絡微控制器市場經理 Hakim Jaafar，ST中國區微控制器事業部市場及應用總監 曹錦東

　　為此，意法半導體(ST)近日宣布STM32微控制器(MCU)家族的第12個產品系列——STM32WB量產。其最大的特點是在其廣受歡迎的超低功耗系列MCU——STM32L4系列基礎上發展出來的具備無線射頻功能的SoC。

　　此次發布的STM32WB系列內置BLE 5和IEEE 802.15.4射頻模塊。目的是為了助力下一代智能互聯產品的開發，例如，數字家庭產品、穿戴設備、智能照明、智能傳感器、工業設備等。與此同時，WB系列集成了更多功能，因而BOM(物料清單)成本更低，并可提供更長的電池續航時間，適用于燈具、健身追蹤器、醫療監視器、Beacon設備、標簽、安全設備、工業物聯網應用等。

　　為何此時推出無線MCU?

　　此外，WB系列的技術亮點是采用Arm? Cortex?-M 雙核，分別用于設備運行和無線通信，確保用戶體驗更順暢 。

　　迄今為止，市面上有幾家MCU廠商提供帶無線功能的MCU，其中，只有為數不多的幾家MCU廠商有能力提供雙處理器的無線通信芯片。那么，為何ST此時才推出無線MCU?其難點在哪里?為何ST采用雙核方案?

　　ST中國區微控制器事業部市場及應用總監曹錦東先生指出，WB系列今年3月已提供樣品，受到了客戶的歡迎。現在有很多客戶關注與云端的連接。ST中國區微控制器事業部市場經理談俊稱，以智能門鎖為例，過去廠商開發指紋識別等方案，今年廠商開始做門鎖與云連接的方案。

　　STM32超低功耗和網絡微控制器市場經理Hakim Jaafar解釋道，ST早就有獨立的MCU和藍牙等開放的2.4GHz無線RF芯片的技術，所以集成在一起，從硬件角度不是困難的一件事，難的是無線協議棧軟件的調試，及整個生態系統的搭建及具有競爭力。經過醞釀，ST推出了射頻開發和功耗控制工具，能夠生成C代碼，且很多軟件協議棧是免費的。

　　為何采用雙核方案?

　　雙核的好處是可保證實時處理。

　　Hakim Jaafar分析道，單核產品要包括CPU和應用固件，還需要外設和射頻協議棧，缺點首先是分時系統，其次任務處理時間長，因而功耗高;另外還需要配套的MCU，使得整個方案的成本增加。

　　而WB通信系統芯片(SoC)只有一顆裸片，靈活度高，可延長電池續航時間，另外由于是全合一方案，因而節省成本;再有可加快產品上市。

　　具體地，WB系列整合一個功能豐富的Arm? Cortex?-M4微控制器(MCU)和一個Arm Cortex-M0+內核處理器。Arm? Cortex?-M4微控制器用于運行主要應用軟件;Arm Cortex-M0+內核用于減輕主處理器負荷，執行低能耗藍牙(BLE) 5和IEEE 802.15.4射頻實時處理任務。射頻控制器還能同時運行其它無線通信協議，包括OpenThread、ZigBee?或專有通信協議，為設備聯入物聯網(IoT)提供更多連接選擇。

　　這樣，雙核芯片可以有5種主要的工作模式，使得功耗可以更低。

　　可見，通過整合性能更高的Cortex-M4內核與Cortex-M0+網絡處理器，STM32WB 利用ST的超低功耗微控制器(MCU)技術集成優異的射頻性能和更長的電池續航時間。

　　另外，該系統芯片還集成連接天線所需的基本電路(巴倫)，在其它解決方案中，通常工程師必須自己設計巴倫; 還集成大容量的系統存儲器、用戶存儲器、硬件加密、客戶密鑰存儲器(用于品牌和知識產權保護)。

　　如何保證安全?

　　談到物聯網，人們最擔心的是安全性，因為終端需要與云連接，例如對現有軟件進行升級。WB系列在射頻協議棧和應用固件更新方面獨具匠心。在射頻方面有封閉的子系統，具有射頻和秘鑰存儲功能。這樣，應用固件更新時需要五步：1.新固件包下載成功;2.發現新固件包，啟動更新程序;3.應用處理器發送固件包簽名和秘鑰進行驗證;4.如果驗證簽名與設置的秘鑰不匹配，更新過程終止，設備重置;5.用專有秘鑰對新固件包進行解密，設備開始燒寫代碼。

　　另外，在攻擊防御方面也有一系列措施。包括非入侵式攻擊和軟件攻擊的防范，具體如下表。

　　WB系列有9種產品，主要按照片內Flash內存/RAM的大小，以及封裝尺寸來區分。此時，電子產品世界的編輯有個問題，通常片內Flash內存的成本很高，有些MCU公司還推出了無Flash芯片，并提供Q-SPI接口來接外部Flash，為何WB系列沒有無Flash的芯片?Hakim Jaafar稱主要看客戶的選擇。通常從安全性角度考慮，片外存儲器的隱患是信息容易被盜取。另外，WB系列也有Q-SPI接口，方便客戶外接更大的存儲器芯片。

　　未來發展計劃

　　此次是WB系列，支持常見的藍牙和802.15.4。下一步ST還將推出WL系列，即長距離(Long range)無線，諸如Sub-GHz等。

　　小結

　　ST的芯片在提高性能的同時，非常重視性價比，此次集成了射頻功能，還保證了超低功耗、物聯網保護，并節省成本，具有型號的多樣性，配有齊全的射頻開發和功耗控制工具，以及可用于工業的長達10年的供貨保證。可見，面向物聯網開發，ST的WB無線SoC/MCU可謂精心打造。

　　后記——ST為何在華銷量大?

　　ST MCU為何在華銷量很大?筆者在此前也寫過幾篇文章，分析了種種原因，例如低成本、執著的發展信心等。最近一位關注ST的大學教授提出了新觀點，認為市面上很多開放的解決方案是ST的，例如電動自行車方案，一些生產企業沒有開發能力，可以直接拿來用，因此ST的芯片大為流行。

　　筆者也問ST公司這樣一個問題：一些友商的MCU芯片傾向于和ST的產品兼容，ST怎么看?ST的一位經理意味深長地說：“我們希望我們的芯片及解決方案成為市場和行業的標準。”他補充道，大家都仿照ST，ST才能向標準更邁進。

　　從這個角度看，“有容乃大”，具有開放胸懷的企業，才能夠走得更遠、做得更大。

　　圖：WB系列定位的幾大應用