Новый BlueNRG-LP с Bluetooth 5.2 и Long Range – волшебная палочка разработчика IoT (материалы вебинара)

Содержание

• BlueNRG-LP как прорывной представитель семейства BLE.
• Примеры применения BlueNRG-LP в устройствах интернета вещей.
• Функциональные блоки, схема включения, особенности и рекомендации..
• Оценочная плата и программный инструментарий для разработчика.
• Практические примеры запуска приложений посредством BlueNRG-LP Navigator и настройки сценариев с помощью BlueNRG-GUI v.4.0.0.

Общая информация

Начало: 04 февраля 2021 г. в 11:00 (МСК)
Продолжительность: 90 минут
Форма участия: бесплатно
Добавить в календарь: Google, iCal

Докладчик

Вениамин Беляев – ведущий инженер по применению аналоговых компонентов STMicroelectronics.

Декларируемая реальная дальность работы чипа с разными типами антенн.

Так как чип вышел совсем недавно, мы успели протестировать его только со штыревыми антеннами, которые прилагались к отладочной плате. Протестировать дальность именно с вашей антенной не составит труда, так как имеется большой выбор как готовых конфигураций, так и гибко настраиваемых.

Может ли работать чип BLE в mesh-сетях и есть ли SDK, который позволяет это сделать? Насколько хорошо работает, много ли ошибок и сбоев встречается в стеке, насколько удобно и просто в освоении?

Начать работать и продемонстрировать работу довольно просто: есть приложение BLE-mesh, которое автоматически выбирает по уровню сигнала узел, с которым связывается (использует как прокси). Через приложение можно настраивать все узлы, назначать им те характеристики, которые нужны и использовать в качестве теста вашей системы.

По поводу качества работы. На тестах нашего терпения хватило на 25 узлов, которые были распределены по офису. Mesh довольно адекватно работал, лампочки зажигались у того узла, который запрашивают. Можно сделать и на большее количество узлов, но тут встает вопрос распределения этой сети в пространстве. Если на стол положить сотню устройств, то работать, скорее всего, будет некорректно. То есть, нужно принимать во внимание не только количество устройств, но и плотность их размещения.

Какие существуют подводные камни в реализации устройств на этом кристалле?

Есть errata sheet, в котором 3 пункта, можете с ними ознакомиться. Ничего критичного, но лучше иметь в виду. Есть определенные особенности при работе с режимом глубокого сна (мануал по CMSIS и режиму глубокого сна).

Какова максимальная дальность работы чипов внутри mesh-сети между двумя узлами с прямой связью, есть ли ограничения, если чипы работают в mesh-сети?

Дальность действия определяется выходной мощностью и чувствительностью микросхемы для физического уровня BLE 1M PHY. При работе в mesh-сети принципиальных отличий нет.

Возможно ли установить это устройство в качестве моста? Например, видеокамеру установить в лифт 15-этажного дома, создав радиомост «лифт-приямок»?

Если в приямке установить приемное устройство, то нет уверенности, что сигнал пройдет без искажений на высоту 15-ти этажей. В данном варианте можно сделать mesh-систему, где через каждые 3-4 этажа в кнопку лифта поставить mesh-ретранслятор. Вопрос только в камере и кодировании сигнала. Пропускная способность BLE будет недостаточной для передачи видео в хорошем качестве. Кроме того, возможности ядра Cortex M0+ не позволят полноценно работать с видео.

Есть ли поддержка AoA?

Серия LP не поддерживает AoA. В следующем устройстве этого поколения (BlueNRG-3) планируется поддержка AoA/AoD в чипах BLUENRG-LPS на BlueNRG-332, ориентированных на приложения позиционирования.

Есть ли варианты в корпусе QFN?

Да, есть в корпусе QFN-32 и QFN-48.

Есть ли варианты в корпусе QFN с USB?

В корпусе QFN-32 есть, но без USB. Тут надо смотреть уже серию STM32WB.

Позиционирование данного продукта относительно представителей семейства STM32WB.

STM32WB предназначен для BLE-устройств с максимальной функциональностью. BlueNRG-LP лучше подходит для батарейных периферийных устройств.

Поддерживается ли протокол ANT?

К сожалению, этот протокол не имеет совместимости со стандартом 802.15.4. Из-за этого в большинстве чипов BLE он не поддерживается.

Новый чип лучше выбирать везде в новых разработках? Старые решения он полностью во всём перекрывает?

По характеристикам перекрывает и имеет запас по функционалу. В случае применения в качестве лишь сетевого процессора (BLE-интерфейса) достаточно будет использовать более экономичный готовящийся к выходу типономинал BlueNRG-305.

Какая задержка при организации моста I2S?

Относительно задержки по I2S конкретную цифру назвать трудно, т.к. она будет определяться минимальными настройками тайминга для Connection Event. Сама по себе достижимая пропускная способность между двумя BlueNRG-LP при PHY 2 Мбит/с — более 500 кбит/с при двунаправленной связи.

Есть поддержка проприетарного радио?

Проприетарное радио поддерживается, пример с его работой можно запустить прямо из BlueNRG-LP Navigator.

Будет ли поддержка современных аудиокодеков?

Поддержка Opus. Кроме того, этап финальных тестов проходит проприетарный функционал Voice-over-BLE и скоро будет опубликован. Полноценная поддержка Audio BLE 5.2 планируется в следующих версиях устройств этой серии (BlueNRG-3).

Opus поддерживается хардверно или софтверно?

Opus программный.

Требуется ли какая-нибудь сертификация при использовании этих микросхем?

Сертификация потребуется, если устройством будет задекларирована поддержка стандарта BLE.

Какой необходим софт для компиляции и отладки модулей BlueNRG-LP? Сообщите перечень необходимого ПО для установки на «чистую» систему.

Для разработки приложений на базе BlueNRG-LP рекомендуется использовать отладочную плату STEVAL-IDB011V1. Необходимо загрузить SDK STSW-BNRGLP-DK (cтек, библиотеки периферии и примеры BLE-приложений). Для компиляции примеров можно использовать IDE EWARM или KEIL для ядра Cortex M0+. Для использования KEIL ST предоставляет бесплатную лицензию.

В CubeIDE поддержка уже есть?

В CubeIDE есть поддержка в варианте использования BlueNRG-LP в качестве сопроцессора, т.е. Cube может сгенерировать приложение для управляющего MCU. Сам по себе BlueNRG-LP в кубе не представлен. Он не настолько сложный по тактированию/периферии. Вскоре должны добавить компиляцию под Eclipse-подобную систему, возможно, CubeIDE.

Исходные коды Bluetooth LE и Bluetooth mesh-стеков от STM открыты?

Bluetooth LE и Bluetooth mesh-стеки в виде библиотек. Нет, не открыты. Стек BLE сертифицирован производителем, плюс это — интеллектуальная собственность.

2-слойный стек платы отладки?

Gerber для отладки.

Ядро Cortex-M0 полностью для пользовательского приложения или там же и стек bluetooth крутится?

И приложение, и стек работают на одном ядре Cortex–M0+. В то же время радиосвязь обеспечивается выделенной аппаратной радио-IP-подсистемой, подключенной к 4 банкам SRAM-памяти, которая практически не задействует какие-либо ресурсы ядра.

Flash на слайде уже показали, а RAM?

ОЗУ сильно зависит от числа подключаемых устройств. Если один центральный подключает 10 периферийных, то по 1 кбайт RAM на каждого (кроме какого-то базового количества).
Вот, что показывает IAR при компиляции приложения Beacon из SDK:

• 83’165 bytes of readonly code memory
• 2’284 bytes of readonly data memory
• 10’677 bytes of readwrite data memory

Нет ли отладочной платы с наплатной F-антенной? Большую, как на вашей плате, не всегда есть место воткнуть.

Нет планов поставлять STEVAL-LP с печатной или другой компактной антенной. В то же время у нас есть рекомендации по печатной антенне, и, конечно, мы можем рекомендовать другие варианты антенн и поддерживать заказчиков во время проектирования.

Хорошо бы сразу знать, насколько ухудшатся результаты по дальности с F-антенной.

Результаты по дальности с F-антенной будут зависеть от степени согласования и площади земляного полигона. Эффективность F-антенны может достигать 50% и выше. При хорошей настройке ухудшение будет незначительное.

Есть приложение под Android и iOS ST BLE Mesh?

Исходники приложений под смартфоны.

Известна ли дата релиза BlueNRG-LPS?

LPS ожидается в следующем полугодии.

По процессорной части эти чипы ближе к F- или G-серии? Какой там техпроцесс используется?

Ядро 64 МГц по технологии 90 нм, что соответствует технологии серии STM32G0.

Для обновления по воздуху можно использовать внешний Flash-чип?

Примеры в SDK обновляют прошивку без использования внешнего чипа.

Можно ли выставить определенную мощность CW на выходе чипа для настройки антенны или проверки спектра?

Возможно через BlueNRG-GUI задать тестовый режим в виде пакета из одних единиц или использовать кнопку Start Tone.

Расскажите пожалуйста подробнее о процедуре прохождения сертификации BlueTooth.

Процедура сертификации BlueTooth подробно описана в презентации BlueNRG-LP BT & regional certification.

Реализуема ли совместимость с NRF24LE1/NRF51/52 в плане реализации ShockBurst?

Да, есть близкий пример в составе Development Kit:
BlueNRG-LP позволяет обеспечить доступ к драйверу радио, так что имеется возможность реализовать собственный протокол, такой как ShockBurst, поверх BlueNRG-LP.
Программный пакет включает в себя необходимую документацию и примеры кода в папке \BlueNRG-LP DK 1.0.0\Projects\Peripheral_Examples\Examples_MIX\RADIO.

Добрый день, я сделал на blunrg2 полностью готовое изделие. Теоретически меня интересует переход на BlueNRG-LP как модернизацию своего проекта, например, pin-to-pin-совместимость моего кода под KEIL uVision, соответственно, модуль bleLP под KEIL.

Поконтактной совместимости с предыдущим поколением BlueNRG нет, также обновились названия многих функций в коде.
Общая архитектура стека остается прежней, но портирование приложения все же потребуется.
После установки SDR в папке с документацией (..\BlueNRG-LP DK 1.0.0\Docs\index.html ) можно найти руководство по переходу со стека 2.x на стек BlueNRG-LP (Bluetooth LE stack migration guidelines from v2.x to v3.x). Что касается работы с периферией, то здесь надо смотреть конкретное приложение, т.к. периферия не одна и та же (специального руководства по миграции нет).

Как приобрести отладочную плату STEVAL-IDB011V1?

Приобрести плату возможно здесь, а также связавшись со своим менеджером в Компэл или со специалистом по адресу msk@compel.ru.

Существует ли возможность использования устройств BLE вместо ранее используемых устройств Bluetooth 2.х с профилем SPP? Т.е. требуется ли беспроводная связь между приборами, имеющими интерфейс UART (RS232)?

Да, можно. В SDK есть готовые примеры.

Есть ли пример реализации Bluetooth mesh-шлюза для управления Bluetooth mesh-сетью?

Есть приложение BLE-mesh, которое автоматически выбирает по уровню сигнала узел, с которым связывается (использует как прокси). Через приложение можно настраивать все узлы, назначать им те характеристики, которые нужны и использовать в качестве теста вашей системы. Узел прокси фактически выполняет роль реле. Так что iproxy — это шлюз, который можно наполнять функционалом посредством последующих подключений. Прокси/шлюз ST — это мост от всех сетевых узлов к смартфону.