【BlueNRG-LP （STSW-BNRGLP-Mesh）的藍牙Mesh協議棧目前可供下載。】

BlueNRG-LP：開頭第一步

STEVAL-IDB011V1評估板和更新的BlueNRG軟件

【STEVAL-IDB011V1】 過程工程團隊選擇藍牙SoC的過程往往非常復雜。許多因素可能會影響決策，從成本到過去的經驗、性能和易用性。因此，為了幫助團隊更快地評估BlueNRG-LP，我們還發布了軟件和開發工具的更新。例如，開發人員可以將新的STEVAL-IDB011V1 BlueNRG-LP評估板與BlueNRG Navigator GUI一起使用。該軟件可以上傳應用示例，從而幫助管理人員了解我們新SoC的功能。 BlueNRG Navigator GUI提供的演示項目數量相當可觀。

通過這20個左右的應用程序，開發人員可以快速測試SoC連接多達128個器件的能力。他們也可以嘗試通過廣播八個頻道而不是傳統的三個頻道來擴展廣播報文。類似地，其中一個項目可以帶來更高的吞吐量，而另一個項目則可以提供更長距離的遠程功能。因此，通過這么多應用程序啟動程序，工程師們可以大大加快概念驗證。

意法半導體還發布了新版BlueNRG電流消耗工具。該實用程序通過展現一個令人信服的圖形結果來證明我們新器件的低功耗能力，從而影響決策者。開發人員也可以將在先前BlueNRG SoC上運行的代碼移植到新器件上，來對其進行測試。因為這個過程僅僅是從Cortex-M0轉移到Cortex-M0+，因此相對比較簡單。

了解新的工業和技術挑戰在選擇藍牙SoC時，工程師們會關注影響其行業的最新趨勢。工業應用必須能將更多的傳感器節點連接到網關。音頻處理能力變得越來越重要。而且藍牙SoC必須能夠提供更多的處理能力，同時保持物料的低成本和低功耗。迎接這些挑戰絕非易事，它需要在無線收發器和微控制器兩個層面上進行優化。事實上，僅一次性連接128臺器件這一點在當今世界上已是獨一無二的了，但這還不夠。我們知道工程師會問兩個關鍵問題：“這些連接有多穩定？”以及“我能用它們來做什么？”答案在于BlueNRG-LP如何實現更大的功率、更好的安全性、更高的效率和更低的成本。

BlueNRG-LP：更強大、更安全、更高效的連接

高速

從事工業應用的團隊必須克服范圍或數據速率方面的重大限制。例如，有些系統必須覆蓋難以置信的長距離。這種應用程序的一個例子是，可以連接到整個智能工廠中無數個電路板的網關。另一方面，其他器件必須能快速傳輸大量數據，例如在固件更新期間。新的ST-SoC能同時實現這兩個目標。通過LE 2M PHY，BlueNRG LP可以達到2Mbps的數據速率。。相比之下，先前的BlueNRGSoC中的LE 1M PHY只能達到1Mbps的數據速率。能夠實現更快的傳輸，部分原因是數據長度擴展帶來的更大的有效負載，正如我們在BlueNRG-2N博文中所解釋的，以及藍牙5.0固有的帶寬增加。

遠距離

LE 2M PHY的另一大功能是Bluetooth 5.0所帶來的更大覆蓋范圍。遺憾的是，許多工程師往往低估了它的潛力，因為他們忽視了這一遠程功能。BlueNRG-LP使用的是LE編碼PHY，在不需要額外的功率放大器的情況下，能連接兩個距離更大的藍牙器件。意法半導體在真實世界測試中，使用了現有的開發板和應用程序，達到了1.3公里（0.8英里）的長距離。 能夠實現距離的增加，原因在于LE編碼PHY使用了前向糾錯，它可以向每個數據包添加冗余比特。但是，數據冗余會導致帶寬降低（125kbps）。另一個有助于避免干擾的特色是信道選擇算法#2 （CSA #2）。

CSA#1只能在37個頻道之間跳頻，而CSA#2有65535個頻道可供選擇。這么大的選擇空間有助于避免干擾和多徑衰落效應。無論是附近有很多器件，還是它們之間的距離很遠，CSA#2都能提高網絡的可靠性。最終，之所以能實現遠距離的傳輸，是因為藍牙5.0能夠更好地處理在遠距離傳輸時不可避免地干擾信號的背景噪聲。 鏈路預算從事藍牙應用的工程師往往會進行鏈路預算分析，這是一種幫助他們預測整體性能的設計輔助工具。簡言之，它確保設計者能夠預見到具體問題，例如信號強度不足，無法到達接收器。在大多數教材中，鏈接預算分析使用以下等式：接收電平（dBm）=發射功率（dBm）+增益（dB）?損耗（dB）。然而，工程師們現在使用的數據表幾乎總是給出發射功率（TX）和接收器的靈敏度級別|鏈路預算（dB） | = TX功率（dBm）–靈敏度級別（dBm）。 BlueNRG-LP的發射功率可以達到+8 dBm（可編程，單位調整幅度為1 dBm），接收靈敏度在125 kbps時為-104 dBm，在1 Mbps時為-97 dBm。因此，新的STSoC擁有業界最大的鏈路預算，高達112 dB和105 dB。因此，與鏈路預算較低的器件相比，工程師可以在相同的功耗下預期得到更好的性能。 阻止黑客

【構建參考應用程序】 安全性是工程師在設計系統時關注的另一個重要方面。消費者對保護隱私和免受威脅的問題更加敏感。因此，構建藍牙系統的團隊會研究保護用戶和數據的功能。BlueNRG-LP為這些關鍵的工程挑戰提供了答案。其中之一是安全的引導加載程序，它會在啟動固件之前檢查固件的簽名。這樣的措施可以防止rootkit或低級攻擊。開發人員還可以通過禁用SWD和UART訪問來保護Flash。同樣，1KB的內存是一次性可編程的，可保證其完整性。因此，從理論上講，取得器件訪問權限的黑客將無法克隆或修改其內容。

更高的計算吞吐量和更低的功耗

【BlueNRG-LP】

開發人員必須找到能增強性能、準確性和用戶體驗的方法。為了解決這一挑戰，工程師們往往會選擇具有更高計算吞吐量的器件。然而，許多藍牙終端產品必須具有低功耗以保持電池壽命。因此，工程師需要找到一種方法來調和這些看似矛盾的要求。 BlueNRG-LP為這一挑戰提供了新的解決方案。由于其更高的頻率和更強大的架構，SoC現在支持更復雜的算法。這些基于MEMS和語音庫的進程在嵌入式系統中非常普遍。此外，意法半導體還提供了一個免費的經Bluetooth-SIG認證的Mesh協議棧。因此，它能輕易覆蓋大面積并連接高達126個躍點或32000個節點。

然而，除了有更高的頻率和更多的內存外，BlueNRG LP的特點是比先前的版本擁有更低的功耗。其傳輸峰值電流為4.3 mA（0dBm），而BlueNRG-2需要8.3mA（-2dBm）。類似地，新器件在RX（靈敏度級別）中的峰值為3.4 mA，而上一代需要7.7 mA。空閑時，功耗的改善也很顯著。BlueNRG-LP在能保留RAM全部內容的“深度睡眠”模式下僅需0.6 μA。然而，BlueNRG-2盡管保留了更少的RAM，還需要9.5μA。所有這些改進都證明了我們最新的硅優化和改進的實現。

BlueNRG-LP：更高性價比的設計

降低物料成本連接到128臺器件的能力是獨一無二的，BlueNRG-LP解決了許多技術難題。然而，一些工程師更多地關注總體成本。因此，新的SoC必須擁有可以降低物料成本的獨特優勢。解決這個問題的一種方法是將12位模數轉換器（或16位抽樣濾波器）與8個輸入通道串行。與以前的SoCs相比，精度的提高意味著BlueNRG-LP現在可以有一個可編程增益放大器。PGA將音頻信號從0dB放大到30 dB，從而允許使用模擬麥克風。與數字麥克風相比，模擬麥克風性價比更高，從而確保更低的物料成本。

另一種提高系統性價比的方法是減少外部器件的數量。因此，我們將BlueNRG-LP設計成能嵌入更多的元件并簡化PCBs。例如，新的SoC現在有6個負載電容。這樣，設計師就可以使用高速晶振，而無需將外部電容焊接到PCB上。BlueNRG-LP還集成了射頻平衡-不平衡變壓器，這意味著工程師不再需要專用的平衡-不平衡變壓器。這也意味著新器件只有一個射頻單端輸出引腳，簡化了布局。最后，SoC的SMPS具有更高的時鐘。因此，設計師可以使用更小、性價比更高的電感。

合適的價格當工程師們尋找藍牙SoC，并證明他們的選擇符合需求等級時，較低的單價是至關重要的。為了應對這一挑戰并保持BlueNRG-LP的性價比，意法半導體堅持使用256KB的閃存。新器件的藍牙協議棧通常需要80 KB到100 KB。因此，開發人員有120KB來設計他們的應用程序，這對于大多數用例來說已經足夠了。 如果設計需要更大的存儲空間，更強大的計算能力，或是專門的外圍器件，他們自然會傾向于BlueNRG-2N和專用的主機MCU。

我們進一步優化了我們的定價結構，提供了三種類型的封裝。QFN32有20個GPIO，而QFN48和WLCSP49分別有32個和26個。此外，我們還提供了只有一半RAM的BlueNRG-LP型號。因此，只需要32 KB和更少引腳的團隊無需支付更多的費用。同樣，我們提供了最高可達85oC的型號，相同型號也可達到105oC。工業設計更傾向于使用后者，而其他人會選擇前者來節省開支。

原文標題：【技術貼】ST首款藍牙LE 5.2 SoC產品BlueNRG-LP可支持多達128個連接

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責任編輯：haq