Die verschiedenen bemerkenswerten Funktionen des LoRa-STM32WLE5 SOC-Moduls

SoC ist die Abkürzung für System on Chip, ein integrierter Chip, der alle oder die meisten Komponenten eines Computers oder eines anderen elektronischen Systems integriert. Zu diesen Komponenten gehören typischerweise eine Zentraleinheit (CPU), Speicher, Eingabe-/Ausgabeschnittstellen und zusätzliche Speicherschnittstellen. Je nach Anwendung werden digitale, analoge, Mixed-Signal- und typischerweise HF-Signalverarbeitungsfunktionen integriert. Der Hauptunterschied zwischen System-on-Chip (SoC)-Modulen und LoRa-Modulen liegt in ihren Funktionalitäten und Anwendungsbereichen. SoC-Module sind hochintegrierte Chips, die komplexe Rechen- und Verarbeitungsaufgaben ausführen können und sich für eine Vielzahl von eingebetteten und Unterhaltungselektronikanwendungen eignen. LoRa-Module sind auf die drahtlose Kommunikation über große Entfernungen mit geringem Stromverbrauch spezialisiert und werden hauptsächlich in IoT-Anwendungen wie Fernüberwachung und Sensornetzwerken eingesetzt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein SoC-Modul als vielseitige Computerplattform dient, während sich ein LoRa-Modul auf drahtlose Kommunikationsfunktionen konzentriert.   

System-on-Chip-SOC-Anwendungen

Da das SOC-Modul auf einem einzigen Substrat integriert ist, verbrauchen SoC-Module im Vergleich zu entsprechenden Multi-Chip-Designs deutlich weniger Strom und nehmen viel weniger Fläche ein. Sie können verschiedene Funktionen ausführen, darunter Signalverarbeitung, drahtlose Kommunikation und künstliche Intelligenz. SoCs werden häufig in eingebetteten Systemen und IoT verwendet. Mit dem Aufkommen von Smart Homes und vernetzten Geräten ist die SoC-Technologie unverzichtbar geworden, um diesen Geräten eine nahtlose Kommunikation zu ermöglichen. Dank der SoC-Technologie können diese Geräte Daten schnell und genau verarbeiten und sind dadurch reaktionsfähiger und zuverlässiger.  

Im Vergleich zu SoC-Modulen erfordern LoRa-Kommunikationsmodule eine separate Konfiguration von DPS oder MCU für die digitale Signalverarbeitung und -speicherung, was ihr Volumen im Vergleich zu SoC-Modulen erhöht. LoRa-Module profitieren jedoch von der einzigartigen LoRa-Modulation und bieten Vorteile wie einen geringen Stromverbrauch und Übertragungsmöglichkeiten über große Entfernungen. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich LoRa-Module gut für Sensornetzwerke und Anwendungen zur Datenfernübertragung.

Kann ein SoC-Modul auch die LoRa-Modulation übernehmen?

NiceRF hat das neu eingeführte LoRa-STM32WLE5-Modul eingeführt , das den STM32WLE5-Chip von STMicroelectronics nutzt und LoRa-, (G)FSK-, (G)MSK- und BPSK-Modulation integriert. Das SOC-Modul ist mit einem leistungsstarken Arm Cortex-M4 32-Bit-RISC-Kern mit einer Betriebsfrequenz von bis zu 48 MHz ausgestattet und unterstützt 256 KB Flash-Speicher und 64 KB RAM. Gleichzeitig verfügt das Modul über einen eingebauten Quarzoszillator in Industriequalität, der es ihm ermöglicht, in verschiedenen Arbeitsumgebungen einen stabilen Betriebszustand aufrechtzuerhalten.    

In der vorherigen Diskussion wurde erwähnt, dass für LoRa-Kommunikationsmodule zur digitalen Signalverarbeitung und Datenspeicherung ein separater DSP oder eine MCU erforderlich ist, was die Modulgröße erhöht. Im SOC-Modul wie dem LoRa-STM32WLE5 integriert der Arm Cortex-M4 32-Bit-Kern jedoch einen vollständigen Satz von DSP-Befehlen und eine unabhängige Memory Protection Unit (MPU). Diese Integration erhöht die Anwendungssicherheit und reduziert die Modulgröße erheblich.

Die Funktionen des STM32WLE  - Chips 

Der STM32WL5 - Mikrocontroller basiert auf Arm® Cortex®-M4- und Cortex®-M0+-Kernen, die mit einer Frequenz von 48 MHz laufen, zusammen mit der SX126x-Sub-GHz-Funktechnologie von Semtech. Es unterstützt eine offene Plattform mit LoRa®-, (G)FSK-, (G)MSK- und BPSK-Modulationen.

Die STM32WL5-Serie übernimmt ähnliche Entwicklungstechnologien wie die STM32L4 -Mikrocontroller mit extrem geringem Stromverbrauch und bietet vergleichbare digitale und analoge Peripheriegeräte. Es eignet sich für eine  Vielzahl einfacher oder komplexer Anwendungen , die eine längere Batterielebensdauer und eine größere HF-Reichweite mithilfe von Sub-GHz-Transceivern erfordern.  

Der STM32WL5-Mikrocontroller erfüllt die Anforderungen der physikalischen Schicht der LoRaWAN®-Spezifikation, die von der LoRa Alliance® veröffentlicht wird.

Die STM32WL5-Serie umfasst mehrere Kommunikationsfunktionen, darunter bis zu 43 GPIOs, integriertes SMPS für optimierten Stromverbrauch und verschiedene Energiesparmodi zur Maximierung der Batterielebensdauer. Duale Leistungsausgänge und ein großer linearer Frequenzbereich sorgen für weltweite Kompatibilität.

Übersicht über die STM32WL5-Chipfunktionen

Betriebsumgebung: -40 °C bis 105 °C

Frequenzbereich 150 - 960 MHz

256 KB Flash-Speicher, 64 KB SRAM

Echter Zufallszahlengenerator (RNG), Hardwareverschlüsselung AES 256-Bit

Sektorschutz gegen Lese-/Schreibvorgänge (PCROP), Hardware Public Key Accelerator (KPA)

Effizienter eingebetteter SMPS-Abwärtswandler

SMPS zu LDO Smart Switch

Low-Power-BOR-Power-On-Reset

Ultra-Low-Power-POR/PDR

Programmierbarer Spannungsdetektor