面向嵌入系統的480Mb/s無(wú)線(xiàn)UWB鏈路

如果預計產(chǎn)量太低，不足以分擔采用標準ASIC的開(kāi)發(fā)成本，而功耗和成本又不允許采用FPGA，愛(ài)特梅爾公司的CAP可定制應用處理器顯然就是最合適的選擇(見(jiàn)圖7)。這款基于A(yíng)RM技術(shù)的微控制器具備所有常用的外設和標準Atmel ARM微控制器的軟件驅動(dòng)程序，外加實(shí)現用戶(hù)定制功能的金屬可編程邏輯區域，可在CAP金屬可編程區域實(shí)現UWB-MAC和其他定制IP核，類(lèi)似于門(mén)陣列。該微控制器的其他標準外設如外部總線(xiàn)接口(EBI)，可用于控制SDRAM，可以避免增添內存控制器的技術(shù)風(fēng)險和成本。

圖7 使用帶有金屬可編程模塊的Atmel CAP9可定制微控制器實(shí)現UWB-MAC

為便于UWB應用開(kāi)發(fā)，愛(ài)特梅爾公司提供一款CAP UWB評測工具套件(見(jiàn)圖8)。CAP9器件的固定部分是一個(gè)標準的微控制器，該微控制器與一個(gè)用于仿真金屬可編程模塊的高密度FPGA耦合。用戶(hù)可以快速配置這款評測工具套件，仿真目前正在開(kāi)發(fā)的設計，在FPGA中實(shí)現UWB MAC和其他專(zhuān)用邏輯。在擴展板卡上實(shí)現UWB物理層。CAP UWB評測工具套件與一臺運行業(yè)界標準ARM開(kāi)發(fā)工具的PC連接，以完成系統開(kāi)發(fā)和調試。這樣的開(kāi)發(fā)方式允許軟硬件開(kāi)發(fā)并行，從而大幅縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。當系統經(jīng)全面調試后，將UWB MAC和專(zhuān)用邏輯重新映像到CAP的金屬可編程模塊中，提供了組件數目較少的完整的UWB收發(fā)器。這種低成本、中等數量UWB解決方案非常適合嵌入式系統開(kāi)發(fā)。

圖8 帶UWB陸離層和天線(xiàn)的CAP開(kāi)發(fā)板

3 在控制器軟件中實(shí)現的無(wú)線(xiàn)USB協(xié)議
采用UWB-MAC和微控制器的USB主機/設備控制器硬件模塊，就可實(shí)現無(wú)線(xiàn)USB主機或設備。

雖然UWB-MAC和USB-MAC/PHY的第1層和第2層是由硬件實(shí)現的，但無(wú)線(xiàn)USB協(xié)議卻可以軟件形式在第3層實(shí)現。

圖9 無(wú)線(xiàn)UWB實(shí)施方案的層結構模型

同樣，也可在采用無(wú)線(xiàn)通信的工業(yè)自動(dòng)化設備中實(shí)現以太網(wǎng)到UWB的網(wǎng)橋。

結論
UWB技術(shù)可以實(shí)現較短的傳輸延遲和高傳輸速率，且功耗小，電磁輻射低。而且，即便移動(dòng)電話(huà)和WLAN傳送器鄰近工作，UWB的無(wú)線(xiàn)鏈路也非常牢靠。在這些方面，它優(yōu)于WLAN鏈路。

UWB-MAC模塊繞過(guò)USB接口或無(wú)線(xiàn)USB驅動(dòng)器，因而能夠實(shí)現延遲短、鏈路速度快的完整UWB網(wǎng)絡(luò )。