無線MCU一直是一個很火熱的領域，也是比較卷的一塊市場。對于MCU廠商來說，又要支持更多更新的無線功能，又要不斷刷新這些MCU的功耗，只有拿出硬實力，才能真正拿下這塊市場。

2023年12月，ST官宣STM32WL33上市。在日前的STM32媒體溝通會上，意法半導體中國區微控制器、數字IC與射頻產品部 (MDRF) STM32無線產品總監陳德勇 （Donald CHAN）對這款新品進行了詳細的介紹。

針對低功耗長距離無線應用的產品

陳德勇在會議上表示，在無線應用場景中，業內主要有智能工業、智慧城市、智慧農業、智能家居、資產跟蹤、表計、報警系統、熱量成本分配器8大應用場景，這些場景對無線MCU有極高的要求，包括地宮好、覆蓋范圍、產品推廣模式、外設，都會成為無線MCU是否被選型的關鍵考量標準。

基于無線應用場景，ST在STM32的sub-GHz系列中已經推出了多代產品。而STM32WL33則是一款針對低功耗長距離無線應用的新品，它繼承了前兩代的Spirit1和S2-LP，并且在兩年前發布的W5L系列基礎上進行了提升。W5L系列是獨家支持LoRa的產品IP，WL33系列進一步提升整體無線性能，并在此基礎上體現更多特點。

STM32WL33系列集成了新一代Sub-GHz遠距離射頻收發器、Arm Cortex-M0+處理器內核和針對智能表計應用定制的外設以及改進的省電功能。

產品框圖中有幾個關鍵點。第一，超低功耗射頻，適合長時間工作；第二，提供豐富的外設和存儲器，能夠支持不同應用場景的需求；第三，內部總線設計靈活，允許根據需求配置成各種產品組合；第四，封裝提供了從20引腳到4 引腳的多種選擇，滿足不同設備的需求；第五，存儲方面RAM和Flash存儲容量非常豐富，能夠承載各種復雜應用的需求。

整體來看，STM32WL33系列具有高度的集成化，顯著降低了設計難度。例如，提供了足夠的內存來支持應用擴展。此外，還具備一個獨特的雙射頻喚醒和發射功能，這是ST在Sub-GHz支持多種調制方式中的獨特能力。

可以說，新款MCU大大簡化了無線解決方案的設計，縮短了產品上市時間，并延長了電池續航時間。

詳解STM32WL33的細節

“STM32WL33的靈活性體現在平臺的使用方面，特別是在Sub-GHz的調制解調功能上，支持多種調制方式。”陳德勇表示，該產品支持高達4-(G)FSK的能力，達到600kbps的傳輸速率，同時還支持其他調制方式如FSK、MSK、DBPSK，甚至具有OOK（開關調制）能力。其OOK的特殊性在于它展示了超低功耗的喚醒射頻能力，能夠顯著延長物聯網設備的電池續航時間，尤其適用于Sub-GHz應用場景。

在外設方面，STM32WL33的集成度非常高，大大降低了開發的復雜性。能夠有效、及時地幫助WL33用戶快速、便捷地開發產品，既能避免考慮使用過程中的復雜性，又能滿足快速上市的需求。

在功耗方面，STM32WL33非常適合低功耗應用。WL5采用的是雙核架構，而WL33內部也有另外一個核心，專門用于無線寬帶喚醒射頻，主要用于超低功耗場景。這個核的作用是在主控MCU處于完全休眠狀態時，保持常開接收模式，只在檢測到喚醒信號時才激活主控MCU。在這種模式下，功耗非常低，僅為4.2nA。

在通信方面，STM32WL33可以滿足用戶對于較長傳輸距離和高靈敏度的需求。其架構支持雙輸出功率，根據不同國家的法規要求，WL33可以提供16 dBm甚至20 dBm的輸出功率，優化長距離通信或低功耗模式。在這種場景下，由于其高靈敏度，WL33能夠有效接收信號，確保可靠的通信。

在調制方式上，在sub-GHz的應用中，ST支持以下幾種調制方式：例如M-Bus、mioty，甚至是近期非常受歡迎的PLC-RF混合射頻。

值得一提的是，STM32WL33的序列發生器能夠根據預設的頻次，在不同配置下快速調整寄存器，調度預定義的事件。通過定時器的調度機制，顯著減少對CPU的負擔，從而有效降低功耗，達到延長電池壽命的目的。

此外，STM32WL33的內部DC/DC轉換器的效率也得到了優化，不僅在接收電流方面表現優秀，而且其關機模式下的關機電流也非常低，這為設備提供了更好的電池續航表現。

資產跟蹤和表計應用，兩大應用場景

根據陳德勇的介紹，STM32WL33的應用場景主要包括表計類、資產跟蹤、街道照明和智能家居等。這些領域對于無線MCU的需求已經得到了充分的體現，且在業內具備強大的使用場景，表現出極大的應用潛力。

具體在資產跟蹤方面，許多設備通常處于休眠狀態，因為它們需要長時間保持靜態。當具備了長距離喚醒能力后，一旦在信標中發射喚醒信號，附近的網關就能捕捉到該信號，并啟動資產跟蹤儀表板進行登記，然后設備再次進入睡眠模式。這種喚醒機制有效地支持了長時間的低功耗運行。而STM32WL33的喚醒射頻功能可延長電池壽命。

而在表計類設備應用中，許多表計設備通常位于家庭網關中，位置較為隱蔽，難以直接觸達，使得遠程抄表信號的傳輸存在一定難度。然而，通過提高接收器的靈敏度，步行抄表或通過駕駛網關沿途篩選并喚醒表計設備變得更加高效。在這種情況下，特定的喚醒信號可以激活這些表計設備，從而收集足夠的數據。

STM32WL33系列在表計領域展現了其獨特的能力。其擁有出色的超低功耗表現，不僅具備高效的能效管理，還集成了多個豐富的外設。例如，芯片內部集成了LC傳感器控制器和LCD驅動器，這使得在流體表計應用中，無需外接LCD驅動器或額外的LC傳感器，就能高效完成數據采集和顯示功能。此外，WL33系列支持多達三個LC網絡，極大滿足了水表等設備的需求。由于這些高度集成的外設，表計設備的 BOM 成本可以降低20%～30%，這對于降低整體成本和提升市場競爭力具有重要意義。

這些特點使得表計類，特別是水表類的制造商使用該芯片意愿非常高，許多廠商已經開始將其遷移到新的芯片平臺上，進一步驗證了該產品在行業中的適用性和優勢。

廣闊的生態支持

為幫助用戶加速系統開發，ST為開發人員提供了廣闊的 STM32 生態系統支持。生態系統包括STM32WL33器件專用的 STM32CubeWL3 軟件、中間件和NUCLEO-WL33CC1 868/915MHz開發板、NUCLEO-WL33CC2 433MHz開發板。

在開發方面，STM32WL33也完全融入了STM32Cube生態之中，提供了諸如無線性能監測工具Cube MonitorRF和無線編程工具Cube ProgrammerRF。在這基礎上，ST還為廠商提供免費的無線參考設計原圖，這解決了許多無線產品開發中的主要障礙，特別是設計圖的問題。

“無線產品的開發離不開測試與評估，為此，ST也提供了一整套開發工具來測試和評估射頻功能。”陳德勇介紹到，ST為用戶提供了一款基于圖形用戶界面的工具箱——Wireless Studio Environment (STM32CubeWiSE)，可大大縮短學習時間并帶來開箱即用的體驗。

鑒于無線產品對外圍封裝和匹配電路有較高要求，ST還特別設計了一款射頻 IPD（集成射頻器件）芯片，幫助客戶完成匹配電路、巴倫、濾波器等的集成與優化。

值得一提的是，ST的無線MCU產品也在踐行“在中國，為中國”（China-for-China）的理念，為中國客戶提供諸多支持與服務。ST上海實驗室擁有一支經驗豐富的無線專家團隊，能夠為客戶提供無線產品的天線匹配測試和優化支持。