Las varias características notables del módulo SOC LoRa-STM32WLE5

SoC es la abreviatura de System on Chip, que es un chip integrado que integra todos o la mayoría de los componentes de una computadora u otro sistema electrónico. Estos componentes suelen incluir una unidad central de procesamiento (CPU), memoria, interfaces de entrada/salida e interfaces de almacenamiento auxiliar. Integra funcionalidades de procesamiento de señales digitales, analógicas, de señales mixtas y, normalmente, de RF, según la aplicación. La principal diferencia entre los módulos System-on-Chip (SoC) y los módulos LoRa radica en sus funcionalidades y alcances de aplicación. Los módulos SoC son chips altamente integrados capaces de ejecutar tareas informáticas y de procesamiento complejas, adecuados para una amplia gama de aplicaciones de electrónica de consumo y integradas. Los módulos LoRa están especializados en comunicación inalámbrica de baja potencia y larga distancia, y se utilizan principalmente en aplicaciones de IoT, como monitoreo remoto y redes de sensores. En resumen, el módulo SoC sirve como una plataforma informática versátil, mientras que un módulo LoRa se centra en funcionalidades de comunicación inalámbrica.   

Aplicaciones SOC de sistema en chip

Dado que el módulo SOC está integrado en un único sustrato, los módulos SoC consumen significativamente menos energía en comparación con los diseños equivalentes de múltiples chips y ocupan un área mucho más pequeña. Pueden realizar diversas funciones, incluido el procesamiento de señales, la comunicación inalámbrica y la inteligencia artificial. Los SoC se utilizan comúnmente en sistemas integrados e IoT. Con el auge de los hogares inteligentes y los dispositivos conectados, la tecnología SoC se ha vuelto esencial para permitir que estos dispositivos se comuniquen sin problemas. La tecnología SoC permite que estos dispositivos procesen datos de forma rápida y precisa, lo que los hace más receptivos y confiables.  

En comparación con los módulos SoC, los módulos de comunicación LoRa requieren una configuración separada de DPS o MCU para el procesamiento y almacenamiento de señales digitales, lo que aumenta su volumen en comparación con los módulos SoC. Sin embargo, los módulos LoRa se benefician de una modulación LoRa única, que ofrece ventajas como bajo consumo de energía y capacidades de transmisión de largo alcance. Estas características hacen que los módulos LoRa sean muy adecuados para redes de sensores y aplicaciones de transmisión remota de datos.

¿Puede un módulo SoC adoptar también la modulación LoRa?

NiceRF lanzó recientemente el módulo LoRa-STM32WLE5 , que utiliza el chip STM32WLE5 de STMicroelectronics e integra modulación LoRa, (G)FSK, (G)MSK y BPSK. El módulo SOC está equipado con un núcleo RISC Arm Cortex-M4 de 32 bits de alto rendimiento, con una frecuencia operativa de hasta 48 MHz y admite memoria flash de 256 KB y 64 KB de RAM. Al mismo tiempo, el módulo tiene un oscilador de cristal de grado industrial incorporado, que le permite mantener un estado operativo estable en diversos entornos de trabajo.    

La discusión anterior mencionó que para que los módulos de comunicación LoRa manejen el procesamiento de señales digitales y el almacenamiento de datos, se requiere un DSP o MCU separado, lo que aumenta el tamaño del módulo. Sin embargo, en el módulo SOC como el LoRa-STM32WLE5, el núcleo Arm Cortex-M4 de 32 bits integra un conjunto completo de instrucciones DSP y una Unidad de protección de memoria (MPU) independiente. Esta integración mejora la seguridad de las aplicaciones y reduce significativamente el tamaño del módulo.

Las características  del chip STM32WLE 

El microcontrolador STM32WL5 se basa en núcleos Arm® Cortex®-M4 y Cortex®-M0+ que funcionan a una frecuencia de 48 MHz, junto con la tecnología inalámbrica sub-GHz SX126x de Semtech. Admite una plataforma abierta con modulaciones LoRa®, (G)FSK, (G)MSK y BPSK.

La serie STM32WL5 adopta tecnologías de desarrollo similares a los microcontroladores STM32L4 de consumo ultrabajo , ofreciendo periféricos digitales y analógicos comparables. Es adecuado para una  amplia gama de aplicaciones simples o complejas que requieren una mayor duración de la batería y un mayor rango de RF utilizando transceptores sub-GHz.  

El microcontrolador STM32WL5 cumple con los requisitos de capa física de la especificación LoRaWAN®, publicada por LoRa Alliance®.

La serie STM32WL5 incorpora múltiples funciones de comunicación, incluidos hasta 43 GPIO, SMPS integrado para un consumo de energía optimizado y varios modos de bajo consumo para maximizar la duración de la batería. Las salidas de potencia duales y un amplio rango de frecuencia lineal garantizan la compatibilidad en todo el mundo.

Descripción general de las características del chip STM32WL5

Entorno operativo: -40°C ~105°C

Rango de frecuencia 150 - 960 MHz

Memoria flash de 256 KB, SRAM de 64 KB

Verdadero generador de números aleatorios (RNG), cifrado de hardware AES de 256 bits

Protección sectorial contra operaciones de lectura/escritura (PCROP), Acelerador de clave pública de hardware (KPA)

Convertidor reductor SMPS integrado eficiente

Conmutador inteligente SMPS a LDO

Restablecimiento de encendido de BOR de bajo consumo

POR/PDR de consumo ultrabajo

Detector de voltaje programable