BlueNRG-LPS

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Programmable Bluetooth Low Energy 5.3 Wireless SoC

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产品概述

描述

BlueNRG-LPS是一款超低功耗的可编程Bluetooth® Low Energy无线SoC解决方案。它内嵌了意法半导体先进的2.4 GHz无线IP,经过优化之后具有较低功耗和优秀的无线性能,在电池寿命方面领先于竞争对手。它符合Bluetooth® Low Energy SIG核心规范5.3版本,支持点对点连接和蓝牙网状网络,允许以可靠的方式构建大覆盖范围的设备网络。BlueNRG-LPS还适用于2.4 GHz专有无线通信,支持超低延迟应用。

BlueNRG-LPS内嵌Arm® Cortex®-M0+微控制器(最高可在64 MHz频率下运行)和BlueNRG核心协处理器(基于DMA),用于蓝牙低能耗时序关键型操作。

Bluetooth®低功耗5.3规范支持的主要特性有:

2 Mbps数据速率、远距离(编码PHY)、通告扩展、通道选择算法#2、GATT缓存、测向(AoA/AoD),为同时连接提供硬件支持,支持主/从和同时实现多角色,支持扩展的数据包长度,LE Ping程序,定期广播和定期广播同步传输,LE功率控制和路径丢失监测。

此外,BlueNRG-LPS通过专用的硬件功能增强了对安全硬件的支持:

真正的随机数生成器(RNG)、加密AES、最高128位的安全协处理器、公钥加速器(PKA)、CRC计算单元、64位唯一ID、Flash存储器读/写保护。

公钥加速(PKA)支持模运算(包括最大模量为3136位的求幂运算和素数域上椭圆曲线标量乘法)、ECDSA签名、最大模量为521位的ECDSA验证、CRC计算单元。

BlueNRG-LPS可配置为支持独立应用或网络处理器应用。在第一种配置中,BlueNRG-LPS作为应用中的一个器件,用于管理应用代码和低功耗蓝牙栈。

BlueNRG-LPS内嵌灵活的高速存储类型:

192 kB的Flash存储、24 kB的RAM存储、1 kB的一次性可编程(OTP)存储区域、7 kB的ROM存储。

内存和外设之间(以及内存到内存)的直接数据传输由8个DMA通道支持,DMAMUX外设有完全灵活的通道映射。

BlueNRG-LPS内嵌一个12位ADC,可以测量最多8个外部信号源和最多3个内部信号源,包括电池监测和一个温度传感器。

BlueNRG-LPS配一个低功耗RTC,三个通用16位定时器。

BlueNRG-LPS带有标准与高级通信接口:

1x SPI/I2S、1x LPUART、1x USART(支持ISO 7816(智能卡模式)、IrDA和Modbus模式、1x I2C(支持SMBus/PMBus)。

BlueNRG-LPS的工作温度范围是-40~+105℃,供电电压范围是1.7 V~3.6 V。适合低功耗应用设计的一组完整的节电模式。

BlueNRG-LPS集成了一个高效的SMPS降压转换器和一个具有固定阈值的PDR电路,当VDD下降到1.65 V以下时,会让设备复位。

BlueNRG-LPS有不同的封装版本,支持:

20个I/O,采用QFN32封装。20个I/O,采用WLCSP36封装。

  • 所有功能

    • 支持Bluetooth 5.3规范的蓝牙低功耗片上系统
      • 2 Mbps数据率
      • 远距离(编码的PHY)
      • 扩展广播
      • 通道选择算法#2
      • GATT缓存
      • 测向(AoA/AoD)
      • LE Ping程序
      • 定期广播和定期广播同步传输
      • LE L2CAP以连接为导向的信道
      • LE功率控制和路径丢失监测
    • 无线电
      • 接收灵敏度等级:-97 dBm @ 1 Mbps,-104 dBm @ 125 kbps(远距离)
      • 可编程输出功率,最高可达+8 dBm(在天线连接器处)
      • 支持的数据速率:2 Mbps、1 Mbps、500 kbps以及125 kbps
      • 128路物理连接
      • 集成式巴伦
      • 支持外部PA和LNA
      • BlueNRG核心协处理器(基于DMA),用于蓝牙低能耗时序关键型操作
      • 2.4 GHz专有无线驱动
      • 适用于构建需要符合以下射频规定的系统:ETSI EN 300 328、EN 300 440、FCC CFR47第15部分、ARIB STD-T66
    • 超低功耗无线性能
      • 关断模式(1.8 V)下8 nA
      • 深度停止模式下为0.8 µA(具有外部LSE和BLE唤醒源,1.8 V)
      • 深度停止模式下为1.0 µA(具有内部LSI和BLE唤醒源,1.8 V)
      • 发射端峰值电流4.3 mA(@ 0 dBm,3.3 V)
      • 接收端峰值电流3.4 mA(灵敏度等级,3.3V)
    • 高性能的超低功耗32位Arm® Cortex®-M0+,运行频率可达64 MHz
    • 动态电流消耗:14 µA/MHz
    • 工作电压:1.7 至 3.6 V
    • 温度范围为-40 ºC至105 ºC
    • 供电和复位管理
      • 高效率的嵌入式SMPS降压转换器,采用智能旁路模式
      • 超低功耗的上电复位(POR)和下电复位(PDR)
      • 可编程电压检测器(PVD)
    • 时钟源
      • 64 MHz PLL
      • 具有故障保护的32 MHz晶体振荡器,配集成式微调电容器
      • 32 kHz晶体振荡器
      • 内部低功耗32 kHz RO
    • 192 kB的片上非易失性Flash存储器
    • 24 kB的片上RAM of 24 kB + 4 kB的PKA RAM
    • 1 kB的一次性可编程(OTP)存储区域
    • 内嵌UART自举程序
    • 超低功耗模式,带/不带定时器和RAM内容保留
    • 正交解码器
    • 增强型安全机制,例如:
      • Flash读/写保护
      • SWD禁用
      • 安全自举程序
    • 安全特性
      • 真随机数发生器 (RNG)
      • 硬件加密AES,最高128位安全协处理器
      • HW公钥加速器(PKA)
      • 加密算法:RSA、Diffie-Helman、ECC over GF(p)
      • CRC计算单元
      • 64位唯一ID
    • 系统外设
      • 1x DMA控制器带8个通道,支持ADC、SPI-I2S、I2C、USART、LPUART和定时器
      • 1x SPI,配多路复用I2S接口
      • 1x I2C(SMBus/PMBus)
      • 1个LPUART(低功耗)
      • 1x USART(ISO 7816智能卡模式、IrDA、SPI主设备和Modbus)
      • 1x 独立WDG
      • 1x实时时钟(RTC)
      • 1个独立系统定时器
      • 1个16位4通道通用定时器
      • 2个16位2通道通用定时器
      • 红外接口
    • 多达20个快速I/O
      • 都具有唤醒功能
      • 在低功耗模式下处于保留状态
      • 所有均为5 V耐压
    • 模拟外设
      • 12位ADC带8个输入通道,带下采样器可达最高16位
      • 电池监测
      • 模拟看门狗
    • 开发支持
      • 串行线调试 (SWD)
      • 4个断点和2个观察点
    • 所有封装均符合ECOPACK2标准

电路原理图

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      Amazon FreeRTOS

      描述:

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      MakeSense - 221e engineering services

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STMicroelectronics - BlueNRG-LPS

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