STM32系列是意法半導(dǎo)體推出的高性能、低功耗的32位MCU，其包括低功耗的STM32L和主流以及高性能的STM32F子系列，在市場(chǎng)上應(yīng)用得非常廣泛。如今，為了適應(yīng)市場(chǎng)新需求，意法半導(dǎo)體又推出了STM32WB子系列！

據(jù)意法半導(dǎo)體STM32超低功耗和網(wǎng)絡(luò)微控制器市場(chǎng)經(jīng)理Hakim Jaafar介紹，新一代的STM32WB系列微控制器最大的特點(diǎn)就是集成了無線通信，其內(nèi)置Bluetooth 5.0(BLE 5)和IEEE 802.15.4射頻模塊。

STM32WB支持多種無線通信協(xié)議

據(jù)Hakim介紹，STM32WB子系列支持多種無線通信協(xié)議，包括BLE 5、IEEE 802.15.4無線通信標(biāo)準(zhǔn)(Open Thread和ZigBee)，并且在動(dòng)靜態(tài)模式下可同時(shí)運(yùn)行BLE和Open Thread。除此之外，還支持專有協(xié)議，客戶可以根據(jù)需求使用已有的2.4 GHz下的無線協(xié)議。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大部分是需要以無線方式通信，之前做開發(fā)，解決方案通常都是一個(gè)MCU處理器+射頻協(xié)議棧的方式，STM32WB將這兩種功能集成在一顆單芯片上，并且其上集成了多種無線通信協(xié)議棧，避免了在很多需要兩種以上無線通信應(yīng)用中集成多個(gè)射頻控制器的麻煩，對(duì)于開發(fā)者而言，成本和開發(fā)難度都會(huì)降低。

兩個(gè)獨(dú)立處理器內(nèi)核特殊組合讓安全更有保障

Hakim表示，STM32WB系列內(nèi)部集成了兩個(gè)CPU內(nèi)核：Cortex-M4和Cortex-M0+。因?yàn)镃ortex-M4內(nèi)核具有強(qiáng)大的處理性能，所以用來處理復(fù)雜的計(jì)算或算法，而Cortex-M0+內(nèi)核結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有2級(jí)流水線，能效高，一般常用于實(shí)時(shí)控制、外設(shè)管理、數(shù)據(jù)通信等任務(wù)。

在STM32WB系列中，Cortex-M0+內(nèi)核有特殊的功能，其內(nèi)部主要用來存放射頻協(xié)議棧，集成2.4 GHz射頻收發(fā)器、BLE 5協(xié)議、IEEE 802.15.4協(xié)議等，并且這幾種無線通信協(xié)議可以同時(shí)運(yùn)行。此內(nèi)核對(duì)于開發(fā)者來說是封閉不開放的，里面存儲(chǔ)了安全密鑰，Cortex-M4內(nèi)核中Flash存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，Cortex-M0+內(nèi)核是可以訪問的，但是反過來不可以，這樣就保證了STM32WB應(yīng)用的安全性。這種安全屏障，可以理解為“關(guān)卡”，即只有Cortex-M4內(nèi)核發(fā)送過來的請(qǐng)求鏈接指令與Cortex-M0+內(nèi)部已有的安全密鑰一致，指令才會(huì)執(zhí)行，否則指令是被拒絕的。比如在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備升級(jí)過程中，在需要對(duì)射頻協(xié)議棧和應(yīng)用固件更新的時(shí)候，Cortex-M4內(nèi)核首先下載新固件包，接著啟動(dòng)更新程序，此時(shí)Cortex-M4內(nèi)核會(huì)先發(fā)送固件包簽名和密鑰進(jìn)行驗(yàn)證。如果驗(yàn)證簽名與設(shè)置的密鑰不匹配，更新過程會(huì)終止，設(shè)備重置；如果匹配，會(huì)用專有密鑰對(duì)新固件包進(jìn)行解密，設(shè)備才開始燒寫代碼。這樣就杜絕了非法固件升級(jí)，保證了設(shè)備的安全性。

STM32WB的安全保證不僅可以防御非入侵式攻擊，如篡改工作環(huán)境、注入錯(cuò)誤信號(hào)、利用調(diào)試功能、側(cè)信道攻擊等，還可以防御軟件攻擊，如底層軟件驗(yàn)證/加密、提取密鑰、利用應(yīng)用測(cè)試功能、惡意軟件/病毒軟件、重放或權(quán)限升級(jí)攻擊等。

如果客戶需要使用自己的專有協(xié)議，此協(xié)議存儲(chǔ)在Cortex-M4中，那么也需要密鑰保護(hù)，這樣即使是客戶定制的通信協(xié)議，安全性也是有保障的。

物聯(lián)網(wǎng)在乎的功耗，STM32WB毫不遜色

盡管STM32WB系列是雙核，但是其功耗表現(xiàn)依然十分優(yōu)秀。據(jù)Hakim介紹，STM32WB共有5種工作模式：①射頻任務(wù)單獨(dú)處理，在此模式下，Cortex-M0+處理網(wǎng)絡(luò)任務(wù)或者利用空中下載技術(shù)升級(jí)更新射頻協(xié)議棧或應(yīng)用固件，或者將數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)或智能手機(jī)，此模式下，功耗僅為同類解決方案的一半左右；②節(jié)能模式，在此模式下，RAM和RTC運(yùn)行，喚醒時(shí)間為5 μs，此時(shí)功耗僅為1.8 μA；③主應(yīng)用處理器工作，在此模式下，主頻最高可達(dá)64 MHz，功耗也僅為同類解決方案的三分之二左右；④CPU雙核運(yùn)行，在此模式下，射頻模塊和應(yīng)用軟件各自獨(dú)立運(yùn)行，功耗僅為50 μA/MHz；⑤超級(jí)省電模式，此模式比節(jié)能模式更加省電，在關(guān)閉模式下功耗小于50 nA。

STM32產(chǎn)品經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)擁有了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)于STM32WB，意法半導(dǎo)體也提供了強(qiáng)大的軟件開發(fā)工具，從配置到監(jiān)測(cè)的完整開發(fā)流程都有相應(yīng)的工具支持，如STM32CubeMX可以配置和生成代碼、眾多合作伙伴的IDE環(huán)境支持編譯和調(diào)試、STM32CubeMonRF完成監(jiān)測(cè)。據(jù)Hakim透露，也會(huì)支持國內(nèi)主流的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。