最近，ST意法半導(dǎo)體推出最新一代低功耗藍(lán)牙系統(tǒng)芯片BlueNRG-LPS，這是一款超低功耗的可編程Bluetooth Low Energy無(wú)線SoC解決方案。BlueNRG-LPS符合Bluetooth Low Energy SIG核心規(guī)范5.3版本，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，允許以可靠的方式構(gòu)建大覆蓋范圍的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。BlueNRG-LPS內(nèi)嵌了意法半導(dǎo)體先進(jìn)的2.4 GHz無(wú)線IP，經(jīng)過(guò)優(yōu)化之后具有較低功耗和優(yōu)秀的無(wú)線性能，在電池壽命方面領(lǐng)先于同業(yè)者。同時(shí)BlueNRG-LPS還適用于2.4 GHz專有無(wú)線通信，支持超低延遲應(yīng)用，在做一些私有客制化的產(chǎn)品，有巨大的優(yōu)勢(shì)。

符合藍(lán)牙5.3 認(rèn)證BlueNRG-LPS系統(tǒng)芯片主要新增功是可以精確推算運(yùn)動(dòng)方向和位置，采用藍(lán)牙特定技術(shù)，包括根據(jù)天線陣列捕獲的信號(hào)算出的到達(dá)角(AoA)和出發(fā)角(AoD)?？梢跃珳?zhǔn)地進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航、定位，在車庫(kù)停車位、人員、物資物品實(shí)時(shí)定位查找得以實(shí)現(xiàn)。

BlueNRG-LPS支持高速率、長(zhǎng)距離、廣播擴(kuò)展、信道選擇算法、GATT緩存、測(cè)向（AoA/AoD）等，硬件支持主從同步連接，支持多主多從工作模式，能被（采集器、 臺(tái)體自動(dòng)線、手持設(shè)備） 主機(jī)連接的同時(shí)，同時(shí)與多個(gè)從機(jī)（外置負(fù)荷開關(guān)、報(bào)警裝置、 各類外置傳感器）建立并發(fā)數(shù)據(jù)連接。多主、多從同時(shí)連接在很多場(chǎng)景應(yīng)用廣泛，如電表、 冷鏈系統(tǒng)（Tracker）、運(yùn)動(dòng)器械實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)( 班級(jí)跳繩與足球) 、中央空調(diào)系統(tǒng)、 移動(dòng)路由器網(wǎng)關(guān),、ESL 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)等。

BlueNRG-LPS通過(guò)專用的硬件功能增強(qiáng)了對(duì)安全硬件的支持：

真正的隨機(jī)數(shù)生成器（RNG）、加密AES、最高128位的安全協(xié)處理器、公鑰加速器（PKA）、CRC計(jì)算單元、64位唯一ID、Flash存儲(chǔ)器讀/寫保護(hù)。

公鑰加速（PKA）支持模運(yùn)算（包括最大模量為3136位的求冪運(yùn)算和素?cái)?shù)域上橢圓曲線標(biāo)量乘法）、ECDSA簽名、最大模量為521位的ECDSA驗(yàn)證、CRC計(jì)算單元。

BlueNRG-LPS主要技術(shù)特性：

支持Bluetooth 5.3規(guī)范的藍(lán)牙低功耗片上系統(tǒng)：

2 Mbps數(shù)據(jù)率

遠(yuǎn)距離（編碼的PHY）

擴(kuò)展廣播

通道選擇算法

GATT緩存

測(cè)向（AoA/AoD）

LE Ping程序

定期廣播和定期廣播同步傳輸

LE L2CAP以連接為導(dǎo)向的信道

LE功率控制和路徑丟失監(jiān)測(cè)

無(wú)線廣播：

接收靈敏度等級(jí)：-97 dBm @ 1 Mbps，-104 dBm @ 125 kbps（遠(yuǎn)距離）

可編程輸出功率，最高可達(dá)+8 dBm（在天線連接器處）

支持的數(shù)據(jù)速率：2 Mbps、1 Mbps、500 kbps以及125 kbps

128路物理連接

集成式巴倫

支持外部PA和LNA

BlueNRG核心協(xié)處理器（基于DMA），用于藍(lán)牙低能耗時(shí)序關(guān)鍵型操作

2.4 GHz專有無(wú)線驅(qū)動(dòng)

適用于構(gòu)建需要符合以下射頻規(guī)定的系統(tǒng)：ETSI EN 300 328、EN 300 440、FCC CFR47第15部分、ARIB STD-T66

超低功耗無(wú)線性能：

關(guān)斷模式（1.8 V）下8 nA

深度停止模式下為0.8 μA（具有外部LSE和BLE喚醒源，1.8 V）

深度停止模式下為1.0 μA（具有內(nèi)部LSI和BLE喚醒源，1.8 V）

發(fā)射端峰值電流4.3 mA（@ 0 dBm，3.3 V）

接收端峰值電流3.4 mA（靈敏度等級(jí)，3.3V）

高性能的超低功耗32位Arm Cortex-M0+，運(yùn)行頻率可達(dá)64 MHz

動(dòng)態(tài)電流消耗：14 μA/MHz

工作電壓：1.7 至 3.6 V

溫度范圍為-40 oC至105 oC

供電和復(fù)位管理：

高效率的嵌入式SMPS降壓轉(zhuǎn)換器，采用智能旁路模式

超低功耗的上電復(fù)位(POR)和下電復(fù)位(PDR)

可編程電壓檢測(cè)器（PVD）

時(shí)鐘源：

64 MHz PLL

具有故障保護(hù)的32 MHz晶體振蕩器，配集成式微調(diào)電容器

32 kHz晶體振蕩器

內(nèi)部低功耗32 kHz RO

192 kB的片上非易失性Flash存儲(chǔ)器

24 kB的片上RAM of 24 kB + 4 kB的PKA RAM

1 kB的一次性可編程（OTP）存儲(chǔ)區(qū)域

內(nèi)嵌UART自舉程序

超低功耗模式，帶/不帶定時(shí)器和RAM內(nèi)容保留

正交解碼器

增強(qiáng)型安全機(jī)制，例如：

Flash讀/寫保護(hù)

SWD禁用

安全自舉程序

安全特性

真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 (RNG)

硬件加密AES，最高128位安全協(xié)處理器

HW公鑰加速器（PKA）

加密算法：RSA、Diffie-Helman、ECC over GF(p)

CRC計(jì)算單元

64位唯一ID

系統(tǒng)外設(shè)

1x DMA控制器帶8個(gè)通道，支持ADC、SPI-I2S、I2C、USART、LPUART和定時(shí)器

1x SPI，配多路復(fù)用I2S接口

1x I2C（SMBus/PMBus）

1個(gè)LPUART（低功耗）

1x USART（ISO 7816智能卡模式、IrDA、SPI主設(shè)備和Modbus）

1x 獨(dú)立WDG

1x實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）

1個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)定時(shí)器

1個(gè)16位4通道通用定時(shí)器

2個(gè)16位2通道通用定時(shí)器

紅外接口

多達(dá)20個(gè)快速I/O

都具有喚醒功能

在低功耗模式下處于保留狀態(tài)

所有均為5 V耐壓

模擬外設(shè)

12位ADC帶8個(gè)輸入通道，帶下采樣器可達(dá)最高16位

電池監(jiān)測(cè)

模擬看門狗

開發(fā)支持

串行線調(diào)試 (SWD)

4個(gè)斷點(diǎn)和2個(gè)觀察點(diǎn)

采用QFN32和WLCSP36封裝，所有封裝均符合ECOPACK2標(biāo)準(zhǔn)