STMicroelectronics STM32WB5MMG Bluetooth Low Energy 5.4 og 802.15.4 eining

Eiginleikar

• Inniheldur STMicroelectronics nýjustu einkaleyfistækni
• Innbyggt flísloftnet
• Bluetooth® Low Energy 5.4, Zigbee® 3.0, OpenThread vottað
• Kvik og kyrrstæð samhliða stillingar
• IEEE 802.15.4-2011 MAC PHY
• Styður 2 Mbit/s
• Tíðnisvið 2402-2480 MHz
• Auglýsingaviðbót
• Tx úttaksafl allt að +6 dBm
• Rx næmi: -96 dBm (Bluetooth® Low Energy við 1 Mbps), -100 dBm (802.15.4)
• Drægni: allt að 75 metrar
• Sérstakur Arm® Cortex®-M0+ örgjörvi fyrir útvarps- og öryggisverkefni
• Sérstakur Arm® Cortex®-M4 örgjörvi með FPU og ART (aðlögandi rauntímahraða) allt að 64 MHz hraða
• 1 Mbæti flassminni, 256 Kbæti SRAM
• Fullkomlega samþætt BOM, þar á meðal 32 MHz útvarp og 32 kHz RTC kristallar
• Innbyggt SMPS
• Ofurlítil stilling fyrir endingu rafhlöðunnar
• 68 GPIO
• SWD, JTAG
• Innbyggt IPD fyrir besta í sínum flokki og áreiðanlega loftnetssamsvörun
• 1.71 V til 3.6 V VDD svið
• -40°C til 85°C hitastig
• Innbyggðir öryggiseiginleikar, svo sem örugg uppsetning fastbúnaðar (SFI) fyrir útvarpsstakka, lyklageymslu/lyklastjórnunarþjónustu viðskiptavina, PKA, AES 256-bita, TRNG, PCROP, CRC, 96-bita UID, möguleiki á að fá 802.15.4 og Bluetooth®
• Low Energy 48-bita UEI
• Vottun: CE, FCC, IC, JRF, SRRC, RoHS, REACH, GOST, KC, NCC
• Tveggja laga PCB samhæfni (aðeins með ytri hráum pinna)

Stöðuhlekkur vöru

STM32WB5MMG

Vöruyfirlit
Pöntunarkóði	STM32WB5MMG
Hitastig	-40 °C til 85 °C
Pakki	LGA86L 7.3 × 11
Pakki mál (mm)	7.3 x 11 x 1.382 x 0.450 tónhæð
Umbúðir	Límband og spóla

Umsókn

• Lýsing og sjálfvirkni heima
• Þráðlaus hljóðtæki
• Vellíðan, heilsugæsla, persónuleg rekja spor einhvers
• Leikir og leikföng
• Snjalllásar
• Leiðarljós og fylgihlutir
• Iðnaðar

Inngangur

Þetta gagnablað veitir pöntunarupplýsingar og vélrænni tækjaeiginleika STM32WB5MMG einingarinnar. Þetta skjal verður að lesa í tengslum við Multiprotocol þráðlausa 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex®-M4 með FPU, Bluetooth® 5.4 og 802.15.4 útvarpslausn (DS11929) og Multiprotocol þráðlausa 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex® ‑M4 með FPU, Bluetooth® Low Energy og 802.15.4 útvarpslausn (RM0434). Bæði skjölin eru fáanleg hjá STMicroelectronics websíða kl www.st.com. Fyrir upplýsingar um frávik tækisins varðandi gagnablaðið og tilvísunarhandbókina, sjá STM32WB5MMG erratablaðið (ES0525), fáanlegt á STMicroelectronics websíða www.st.com. Fyrir upplýsingar um Arm® Cortex® kjarna, sjá Cortex® Technical Reference Manual, fáanleg frá www.arm.com websíða.
Athugið: Arm er skráð vörumerki Arm Limited (eða dótturfélaga þess) í Bandaríkjunum og/eða annars staðar.

Lýsing

STM32WB5MMG er ofurlítið afl og lítil formþáttavottuð 2.4 GHz þráðlaus eining. Það styður Bluetooth® Low Energy 5.4, Zigbee® 3.0, OpenThread, kraftmikla og truflaða samhliða stillingar og 802.15.4 sérsamskiptareglur. Byggt á STMicroelectronics STM32WB55VGY þráðlausa örstýringunni, veitir STM32WB5MMG bestu RF-afköst í sínum flokki þökk sé mikilli móttakaranæmni og útstreymismerki. Lítið afl eiginleikar þess gera kleift að auka endingu rafhlöðunnar, litlar myntfrumu rafhlöður og orkuöflun. STM32WB5MMG endurskoðun Y er byggð á skurði 2.1 af STM32WB55VGY örstýringunni. Endurskoðun X er byggð á niðurskurði 2.2. STM32WB5MMG krefst engrar sérfræðiþekkingar á RF og er besta leiðin til að flýta fyrir allri þróun og draga úr tilheyrandi kostnaði. Einingin er algjörlega án samskiptareglur.

Eining lokiðview
Einingin er SiP-LGA86 pakki (kerfi í landnetsafni pakka) sem samþættir hið sannaða STM32WB55VGY MCU með nokkrum ytri íhlutum. Pakkinn inniheldur:

• LSE kristal
• HSE kristal
• Óvirkir íhlutir fyrir SMPS
• Loftnetssamsvörun og loftnet
• IPD fyrir RF samsvörun og höfnun á harmonikum
• Mynd 1. STM32WB5MMG mát blokk skýringarmynd

Útgáfur
STM32WB5MMG er sendur í tveimur fullunnum vöruútgáfum. Í þessu gagnablaði er vísað til þeirra sem útgáfur X og Y. X er nýjasta útgáfan. Vöruútgáfan er auðkennd með pakkningamerkingunni með X eða Y eins og sýnt er í kafla 9.3: Tækjamerking fyrir SiP-LGA86.

Aflgjafi
Aflgjafakröfur eru þær sömu og venjulegur STM32WB55xx og lýst er í gagnablaðinu. Síuþéttar á aflgjafapinnum og íhlutum fyrir SMPS eru þegar samþættir í eininguna.
Athugið: Það gæti þurft að auka þétti upp á 4.7 uF til að koma í veg fyrir gára frá aflgjafanum. Sjá umsóknarskýrsluna Þróun RF vélbúnaðar með STM32WB örstýringum (AN5165).

 SMPS
Hægt er að stilla SMPS á annað hvort ON eða í HJÁPASS ham. Samþættu óvirku íhlutirnir eru fyrir SMPS notkun sem keyrir á 4MHz. Fyrir frekari upplýsingar um SMPS, skoðaðu tilvísunarhandbókina eða umsóknarskýrsluna. Notkun SMPS á STM32WB röð örstýringar (AN5246).

Klukkur
Þar sem kristallarnir eru þegar samþættir í pakkann er ekki hægt að nota hvaða klukku sem er í framhjáhlaupsstillingu. Einingin samþættir 32.774 kHz kristal fyrir LSE og 32 MHz kristal fyrir HSE klukkuna. LSE verður að nota í meðalhári akstursgetu. (RCC_BDCR_LSEDRV[1:0] = 10, sjá Multiprotocol þráðlaus 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex®-M4 með FPU, Bluetooth® Low Energy og 802.15.4 útvarpslausn (RM0434) fyrir frekari upplýsingar).

HSE er þegar stillt
RCC_HSECR_HSETUNE[5:0] gildi er hlaðið sjálfkrafa af HW. Notandinn má ekki breyta uppsetningu RCC_HSECR skrárinnar til að halda sjálfgefnum breytum.

• LSCO og MCO úttak eru fáanleg.
• HSEGMC[2:0] verður að vera stillt á 0b011.

Loftnet
Rétthyrnd einingin hefur eina styttri hlið sem er frábrugðin því yfirborði sem eftir er. Þessi síða er óvarin og moldhlífin inniheldur innbyggt loftnet. Það er enginn möguleiki á að nota ytra loftnet.

Einskiptisforritun (OTP)
STM32WB5MMG er með 1 Kbæti eintíma forritanlegt (OTP) minni til notkunar fyrir lokaafurðina. Þessu er lýst í Multiprotocol þráðlausri 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex®-M4 með FPU, Bluetooth® 5.4 og 802.15.4 útvarpslausn (DS11929) og Multiprotocol þráðlaus 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex®-M4 með FPU , Bluetooth® Low Energy og 802.15.4 útvarpslausn (RM0434).
Athugið: STM32WB5MMG notar fyrstu og síðustu orðin á þessu svæði til að klippa og auðkenna. Þar af leiðandi er ekki hægt að breyta heimilisföngum 0x1FFF7000 – 0x1FFF7007 og 0x1FFF73F8 – 0x1FFF73FF.

Jaðartæki í boði

Öll jaðartæki sem fáanleg eru í STM32WB Series örstýringum sem byggjast á WLCSP100 pakkanum eru fáanlegar og aðgengilegar á þessari einingu. Pinnar á einingunni bjóða upp á aðgang að eftirfarandi jaðarbúnaði kerfisins:

• 2× DMA stýringar (sjö rásir hver) sem styðja ADC, SPI, I2C, USART, QSPI, SAI, AES, tímamæla
• 1× USART (ISO 7816, IrDA, SPI master, Modbus og Smartcard ham)
• 1× LPUART (lágt afl) – Tveir SPI keyrir á 32 Mbit/s
• 2× I2C (SMBus/PMBus)
• 1× SAI (tví rás hágæða hljóð)
• 1× USB 2.0 FS tæki, kristallaust, BCD og LPM
• 1× Snertiskynjari, allt að 18 skynjarar
• 1× LCD 8×40 með step-up breytir
• 1× 16-bita, fjögurra rása háþróaður tímamælir
• 2× 16-bita, tveggja rása tímamælir
• 1× 32-bita, fjögurra rása tímamælir
• 2× 16 bita tímamælar með ofurlítið afl
• 1× óháð Systick
• 1× sjálfstæður varðhundur
• 1× gluggavörður.

Heildar pinnalýsingin er fáanleg í Multiprotocol þráðlausri 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex®-M4 með FPU, Bluetooth® 5.4 og 802.15.4 útvarpslausn (DS11929).

Pinnalýsing
Eftirfarandi mynd sýnir botn einingar pinout pakkans view.
Mynd 2. STM32WB5MMG mát pinout: botn view

Tafla 1. STM32WB5MMG pinna/bolta skilgreining

Nafn pinna		Pinnaheiti (fall eftir endurstillingu)	Tegund pinna
STM32WB5MMG	STM32WB55VGY
1	F6	PA2	I/O
2	G6	PA1	I/O
3	G7	PA0	I/O
4	H8	VREF+	S
5	J9	VSS	S
6	H9	VDDA	S
7	G10	PC3	I/O
8	G9	PC2	I/O
9	G8	PC1	I/O
10	F9	NRST	RST
11	F10	PB9	I/O
12	F8	PC0	I/O
13	E8	PH3-BOOT0	I/O
14	F7	PB8	I/O
15	C10	VBAT	S
16	F1	VSS	S
17	D1	VDD	S
18	D7	PB7	I/O
19	D6	PB5	I/O
20	C7	PB4	I/O
21	A9	PB3	I/O
22	A6	PC10	I/O
23	B6	PC11	I/O
24	C5	PC12	I/O
25	A5	PA13	I/O
26	A3	PA14	I/O
27	A4	PA15	I/O
28	B5	PA10	I/O
29	A2	PA12	I/O
30	A1	PA11	I/O
31	–	VSS	S
32	B3	VDDUSB	S
33	C4	PD0	I/O
34	C3	PD1	I/O
35	C1	PB13	I/O
36	D2	PC6	I/O
37	E2	PB14	I/O
38	F3	PB15	I/O
39	F5	PB6	I/O
40	G5	PC13	I/O
41	G3	PB12	I/O
42	G1	PE4	I/O
43	H1(1)/NC(2)	PB1	I/O
44	H2(1)/NC(2)	PB0	I/O
45	H5	PC5	I/O

Nafn pinna		Pinnaheiti (fall eftir endurstillingu)	Tegund pinna
STM32WB5MMG	STM32WB55VGY
46	J6	PB11	I/O
47	K6	PB10	I/O
48	K7	PB2	I/O
49	G4	PC4	I/O
50	J7	PA8	I/O
51	K8	PA9	I/O
52	H6	PA7	I/O
53	H7	PA6	I/O
54	K9	PA5	I/O
55	K10	PA4	I/O
56	J8	PA3	I/O
57	–	VSS	S
58	–	ANT_IN	I/O
59	–	RF_OUT	I/O
60	–	VSS	S
61	E10	PH0	I/O
62	E9	PH1	I/O
63	D8	PD14	I/O
64	B10	PE1	I/O
65	C9	PD13	I/O
66	B8	PD12	I/O
67	A8	PD7	I/O
68	A7	PD2	I/O
69	B4	PC9	I/O
70	C2	PD3	I/O
71	E3	PC7	I/O
72	G2	PE3	I/O
73	D3	PD4	I/O
74	D5	PD9	I/O
75	D4	PD8	I/O
76	E7	PD15	I/O
77	E4	PD10	I/O
78	E6	PE2	I/O
79	C8	PE0	I/O
80	B7	PD5	I/O
81	C6	PD6	I/O
82	E5	PD11	I/O
83	F4	PC8	I/O
84	–	VSS	S
85	–	ANT_NC	I/O
86	–	VSS	S

Meðmæli

Pinna tillögur

• ANT_IN og RF_OUT pinnar verða að vera tengdir við GND. Þessi eining samþættir nú þegar loftnet, þannig að ekki er þörf á ytra loftneti.
• ANT_NC er aðeins notað til að lóða planarity tilgangi. Þannig að þennan pinna verður að lóða við ótengdan pinna á viðskiptavinaborðinu.
• PH3_BOOT0 er bundinn lágt í gegnum innri niðurfellingu til að gera ræsingu úr flassminni kleift. Hins vegar er hægt að binda það hátt með lítilli viðnámsuppdrætti ef þörf krefur.
• Endurstillingaruppdráttur er þegar innleiddur í STM32WB röð örstýringanna. Endurstillingarrásirnar þurfa aðeins ytri þétta til að sía (sjá mynd 3).
  Mynd 3. Endurstilla hringrás

Ráðleggingar um skipulag
STM32WB5MMG staðsetning
Framleiðandi innbyggðra loftneta STM32WB5MMG mælir með því að setja eininguna á forritatöfluna eins og sýnt er hér að neðan. Þessi staða gerir loftnetinu kleift að vinna að hámarks afköstum. Ef það er ekki hægt að setja það eins og mælt er með hér að ofan mun frammistaða umsóknarráðs minnka. Þetta kemur þó ekki í veg fyrir rétta notkun.

Innihaldsáhrif
Einnig verður að hafa í huga eiginleika vöruhlífar þegar verið er að hanna RF-virka vöru eins og eftirfarandi almenna listi yfir bestu starfsvenjur sýndar:

• Leiðandi girðing í nærsviði hefur áhrif á viðnám loftnetsins, einnig endurómtíðni.
• Málmhylki má ekki vera á nærsvæði. Þröskuldurinn milli nær- og fjarsviðs er sýndur á mynd 5.
• Plastskápar geta verið nálægt loftnetinu en mega ekki snerta það. Snerting á milli hlífarinnar og loftnetsins getur haft áhrif á stillingu á endurómtíðni og viðnámssamsvörun.
• Nálægð mannslíkamans dregur úr TX og RX merkjum vegna ákveðins magns af vatnsinnihaldi. Sérhver snerting getur óstillt tíðni- og viðnámssamsvörun.
  Mynd 5. Leiðandi girðing utan um loftnetið

Tafla 2. Lágmarksmál girðingar (mm)

Áhrifastig	a	b	c	d	e
Áhrifaþröskuldur	46	60	27	23	17
Mikil áhrif	13	24	3	8	5

Athugið: Áhrifin eru ákvörðuð með því að mæla endurkaststap í viðeigandi átt. Ef leiðandi efni er til staðar úr öðrum áttum verða fjarlægðirnar sem nefndar eru í töflu 2 stærri. Það þýðir að sama áhrif sést lengra frá einingunni.

Jarðflugvél
Hér eru nokkrar ráðleggingar varðandi hönnun jarðplans:

• Ekki beina neinum slóðum hægra megin við STM32WB5MMG og hafðu stórt jarðplan með tilheyrandi jörðu í gegnum.
• Beindu brautirnar beint niður á efsta lagið eða í gegnum hin lögin.
• Jarðplanið verður að innihalda tilvist vias (fjarlægð milli tveggja vias = 2 mm). Mynd 6. STM32WB5MMG skipulag jarðplans.

Viðkvæm GPIO
Þetta borð inniheldur þrjú viðkvæm GPIO eins og skilgreint er hér að neðan:

• PB10
• PB11
• PC5

GPIO staðsetningarnar eru sýndar á mynd 7 Þegar PB10, PB11 og/eða PC5 eru notuð, verður að setja 3.3 pF þétta í litlum pakka eins og 0201 eða minni, eins nálægt úttakspinni og hægt er. Afmarkaðu einnig GPIO lögin við jarðplanið.
Mynd 7. Viðkvæm GPIO staðsetning

Fjögurra laga tilvísunartöfluhönnun
Tilvísunarskýrslur eru sýndar á mynd 8 og tilheyrandi PCB skipulag er sýnd á mynd 9 Þegar nota þarf alla púða á tækinu verður móðurborðið að vera hannað með fjórum lögum.

Mynd 8. Fjögurra laga viðmiðunartöflur fyrir útgáfu X

Mynd 9. Fjögurra laga PCB skipulag fyrir útgáfu X

Tveggja laga tilvísunartöfluhönnun
Tilvísunarskýrslur eru sýndar á mynd 10. Tveggja laga tilvísunartöflur fyrir útgáfu X og tilheyrandi PCB skipulag eru sýndar á mynd 11. Tveggja laga PCB skipulag fyrir útgáfu X Með því að nota fyrsta ytri púðahringinn, móðurborðið sem mát er lóðað má hanna með aðeins tveimur lögum.

Mynd 10. Tveggja laga viðmiðunartöflur fyrir útgáfu X

Mynd 11. Tveggja laga PCB skipulag fyrir útgáfu X

Rafmagns eiginleikar

Rekstrarskilyrði
Tafla 3. STM32WB5MMG rekstrarskilyrði

Parameter	Min.	Týp.	Hámark	Eining
VDD	1.71	3.3	3.6	V
Rekstrarsvið hitastigs	-40	–	85	°C
Geymsluhitasvið	-40	–	125	°C

Orkunotkun
Orkunotkunin er eins og venjulegur STM32WB55. Fyrir allar upplýsingar, sjá Multiprotocol þráðlaus 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex®-M4 með FPU, Bluetooth® 5.4 og 802.15.4 útvarpslausn (DS11929).

RF einkenni

Sjá Multiprotocol þráðlaus 32-bita MCU Arm®-undirstaða Cortex®-M4 með FPU, Bluetooth® 5.4 og 802.15.4 útvarpslausn (DS11929) fyrir frekari upplýsingar.

Loftnetsgeislunarmynstur og skilvirkni
Myndin hér að neðan sýnir stefnur loftnetssviðsins með z-ás sviðinu sem hækkar lóðrétt frá einingunni. Mynd 12. Stefna loftnetssviðs

Eftirfarandi tvær myndir sýna geislunarmynstrið sem er tekið úr vottunarmælingum.

Skjöl / auðlindir

STMicroelectronics STM32WB5MMG Bluetooth Low Energy 5.4 og 802.15.4 eining [pdf] Handbók eiganda STM32WB5MMG Bluetooth Low Energy 5.4 And 802.15.4 Module, STM32WB5MMG, Bluetooth Low Energy 5.4 Og 802.15.4 Module, Low Energy 5.4 Og 802.15.4 Module, Energy 5.4 Og 802.15.4 Module, Module, .

Heimildir

• Notendahandbók