Baustein für drahtlose Sensornetzwerke

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STMicroelectronics hat sein Portfolio an STM32-Mikrocontrollern durch die STM32W-Familie erweitert. Mit ihrer integrierten IEEE 802.15.4 Wireless-Funktion verkörpert sie eine System-on-Chip-Plattform (SoC), die das Design drahtloser Sensornetzwerke unterstützt. IEEE 802.15.4 ist ein offener Standard für die Funkübertragung mit geringer Leistung und niedrigen Datenraten im nicht lizenzierten 2,4-GHz-Band. In großem Umfang genutzt wird dieser Standard in Kommunikations- und Netzwerk-Applikationen beispielsweise zur Fernablesung von Verbrauchsmessern, für die Heim-Automatisierung, für Sicherheits- und Überwachungs-Equipment und für Fernsteuerungen.

 

Überdies hat die ZigBeeT Alliance den IEEE-Standard 802.15.4 als Funk-Plattform für das als Industriestandard etablierte ZigBee-Protokoll gewählt, das beispielsweise in Sensor-Netzwerken und für die automatische Verbrauchsmesser-Ablesung Popularität genießt. Die STM32W-Familie implementiert neben dem Physical Layer (PHY) des Standards IEEE 802.15.4 auch den Media Access Control Layer (MAC), so dass es den Entwickler freigestellt bleibt, sich entweder für ZigBee-konforme Spezifikationen zu entscheiden oder ein beliebiges Drahtlosnetzwerk-Protokoll zu definieren, das sich an den standardisierten MAC Layer von IEEE 802.15.4 anbinden lässt.

 

Weitere bekannte Protokolle sind ZigBee RF4CE für Funkfernbedienungen oder 6LoWPAN für drahtlose Embedded-Internet-Lösungen. Der Software-Support für die STM32W-Familie schließt Bibliotheken für die neueste ZigBee PRO-Spezifikation, für ZigBee RF4CE und den IEEE 802.15.4 MAC Layer ein. Die Bausteine können mit einer Ausgangsleistung bis zu 7 dBm senden und unterstützen ein Link-Budget bis zu 107 dB. Sie erreichen eine Empfänger-Empfindlichkeit bis zu -100 dBm und ermöglichen die Koexistenz mit in der Nähe befindlichen Wi-Fi- und Bluetooth-Netzwerken, die ebenfalls das 2,4 GHz Frequenzband nutzen.

 

Im Empfangsmodus werden 27 mA und im Sendemodus nur 31 mA aufgenommen, und das Power-Management wird zusätzlich durch eine Deep-Sleep-Betriebsart mit einer Stromaufnahme von 1 µA unterstützt. Als Features für drahtlose Applikationen sind der 8 KByte große SRAM-Speicher, 128 KByte Flash für die Codespeicherung sowie die integrierte AES-Verschlüsselung mit Hardwarebeschleunigung anzuführen. Zu den universell verwendbaren Ressourcen gehören ein flexibler ADC, ein serielles SPI/UART/TWI-Interface, mehrere Timer und 24 GPIOs mit Schmitt-Trigger-Eingängen. Der Betrieb mit nur einer Spannung von 2,1 V bis 3,6 V vereinfacht das Design.

 

Es wird nur ein 24-MHz-Quarz benötigt - optional außerdem ein 32,768-kHz-Quarz zur Verbesserung der Timer-Genauigkeit. Unterstützung besteht überdies für einen externen Leistungsverstärker. Die STM32W-Familie wird mit einem 6 x 6 mm großen QFN-40-Gehäuse angeboten, das pinkompatibel zum SN260 ist. Als Alternative gibt es ein 7 x 7 mm großes SN250-kompatibles QFN-Gehäuse mit 48 Pins. Die Produkte sind zu Preisen ab 2,90 US-Dollar (ab 100.000 Stück; mit ZigBee PRO Feature-Ausstattung) verfügbar.

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