IoT-Embedded-Controller STM32WBA52: Mikrocontroller mit SESIP3-Security für IoT-Geräte

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Der europäische Halbleiterhersteller STMicroelectronics hat eine ganze Reihe neuer Mikrocontroller vorgestellt. Den Anfang macht die neue STM32WBA-Serie: Deren Performance, Konnektivität inklusive Bluetooth Low Energy 5.3, Effizienz und Cybersicherheitsfunktionen sind speziell auf Einsatz in IoT-Geräten abgestimmt.

Die Mikrocontroller (MCUs) der Reihe STM32WBA52 von STMicroelectronics (ST) kombinieren nach eigenen Angaben Bluetooth-LE 5.3-Konnektivität mit Ultra-Low-Power-Betriebsarten, einer fortschrittlichen Security-Ausstattung und einer breiten Palette von bereits bekannten Peripheriefunktionen. Die Einführung dieser Serie soll Entwicklern das Design von IoT-Geräten erleichtern, die drahtlose Übertragungsfunktionen hinzufügen, den Stromverbrauch senken, den Schutz vor Cyber-Attacken stärken und die Edge-Verarbeitung intensivieren möchten. Die Wireless-MCU-Plattform STM32WBA enthält patentierte ST-Technologie. Sie sollen sich besonders für Anwendungen eignen wie Smart Home, Industriebeleuchtungen, Sensoren, elektrische Schalter, Gateways und tragbare Medizingeräte.

Der STM32WBA52-Controller bringt bewährte Wireless-Fähigkeiten aus den bekannten Ultra-Low-Power-MCUs der Reihe STM32WB von ST mit. Aufgewertet wird er durch einen mit 100 MHz getakteten Arm Cortex-M33-Core, der für mehr Rechenleistung sorgt, sowie durch moderne STM32-Peripherie. Die integrierte, laut ST äußerst energieeffiziente Funkeinheit kommt auf eine HF-Ausgangsleistung von +10 dBm, was eine zuverlässige Kommunikation über große Distanzen und mit Datenraten bis zu 2 MBit/s erlauben soll. Ein Deep-Standby-Stromsparmodus mit aktiver Funkkommunikation bewirkt eine drastische Senkung des Gesamtstromverbrauchs – wichtig im Batteriebetrieb. Die STM32WBA-MCUs unterstützen bis zu 20 Verbindungen gleichzeitig.

Flexible Stromspar-Betriebsarten

Die MCUs der Reihe STM32WBA52 übernehmen zahlreiche Energiespartechniken der Ultra-Low-Power-MCUs der kürzlich erweiterten Serie STM32U5 und sind mit der Low-Power-DMA-Technik und den flexiblen Stromspar-Betriebsarten von ST mit kurzen Aufweckzeiten ausgestattet. Insgesamt soll sich der Stromverbrauch der MCU mit diesen Funktionen um bis zu 90 Prozent senken lassen. Zu den integrierten, dem neuesten Stand der Technik entsprechenden Peripheriefunktionen gehört ein 12-Bit-ADC für mehr Genauigkeit mit Oversampling-Fähigkeit. Die ECC-Funktionalität (Error Code Correction) der eingebauten Flash- und RAM-Speicher kommt außerdem der Datenintegrität und Funktionssicherheit zugute. Mit 1 MByte ist der zur Speicherung von Anwender-Applikationen und Protokollstacks verfügbare Flash-Speicher großzügig bemessen.

Hard- und Software-Funktionen für hohe Cybersicherheit

Viel Wert hat ST nach eigenen Angaben auf die Cybersicherheit der neuen MCUs gelegt. Diese soll aus dem PSA-Securityprogramm resultieren, das auf Isolationsverfahren, Speicherschutz, Manipulationsschutz und dem Cortex-M33 mit der Arm TrustZone Architektur basiert. Die Plattform wird mit einer geschützten Softwarelösung auf der Grundlage der „Trusted Firmware for Arm Cortex-M“ (TF-M) geliefert.

TF-M entspricht dem als Industriestandard etablierten PSA Certified Security Framework. Dazu zählen ein unveränderbarer PSA-Vertrauensanker (Root of Trust, RoT) einschließlich gesicherter Bootvorgänge und Firmwareupdates, Kryptografie, geschützter Speicher und Attestierung zur Laufzeit. Gegen Seitenkanal-Attacken geschützte Beschleuniger für symmetrische und asymmetrische Kryptografie sind integriert. Schlüssel werden laut ST mit einem sicheren HUK-Prozess (Hardware Unique Key) geschützt. Mit ihrer hohen Beständigkeit gegen physische Attacken eignet sich die Produktlinie STM32WBA52 für die IoT-Sicherheitsstandards Arm PSA Certified Level 3 und SESIP3 .

Unterstützt durch umfangreiches Tool-Ökosystem STM32Cube

Das leistungsstarke STM32Cube-System vereinfacht die Migration von bestehenden STM32WB-Mikrocontrollern und universellen STM32-MCUs. Es besteht aus dem MCU-Paket STM32CubeWBA, das einen zertifizierten Bluetooth Low Energy 5.3 Protokollstack enthält und im Interesse einfacher Portierbarkeit auf bestehenden Profilen der STM32WB-Serie basiert. Im STM32Cube-System enthalten sind ferner Tools wie der Peripherie-Konfigurator und Codegenerator STM32CubeMX, der Funkperformance-Tester STM32CubeMonitor-RF sowie Desktop- und Cloud-Versionen von STM32Cube.AI für künstliche Intelligenz. Das umfangreiche Entwicklungssystem soll die Applikationsentwicklung und Validierung beschleunigen.

Im Interesse einer einfacheren Prototypentwicklung wird für den STM32WBA52 zusätzlich das passende Nucleo-Board NUCLEO-WBA52CG angeboten werden. Die STM32WBA52-MCUs werden Bestandteil des 10-jährigen Product-Longevity-Programms von ST sein, das die Langzeitverfügbarkeit für die Produktion jedes Jahr neu zusichert. Muster sind ab sofort im UFQFPN48-Gehäuse verfügbar. Die Preise der Reihe STM32WBA52 im UFQFPN48-Gehäuse werden bei 1,49 US-Dollar (in großen Stückzahlen) beginnen. Das Prototyping-Board NUCLEO-WBA52CG wird zu Preisen ab 62,50 US-Dollar lieferbar sein. (me)

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