SoC降低ZigBee節點(diǎn)成本(05-100)

　　據預測,嵌入式無(wú)線(xiàn)監控網(wǎng)絡(luò )的市場(chǎng)將會(huì )有突破性的增長(cháng)。其典型的應用領(lǐng)域為商住及住宅建筑自動(dòng)化,工業(yè)監控,資產(chǎn)追蹤,環(huán)境監控以及其他控制及傳感器應用。ZigBee就是符合以上系統的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )標準。對于ZigBee的市場(chǎng),SoC(系統芯片)解決方案將變得越來(lái)越重要。因為SoC可以大大節省ZigBee節點(diǎn)的成本。

　　功耗及單元成本的降低是目前短距離無(wú)線(xiàn)通信RF-IC開(kāi)發(fā)的主要原動(dòng)力。采用具有高性?xún)r(jià)比的亞微級CMOS技術(shù)和高集成度的發(fā)射接收結構是實(shí)現以上要求的關(guān)鍵因素。而且,基于CMOS的技術(shù)可以更好的發(fā)展無(wú)線(xiàn)通信SoC。這些集成電路把射頻收發(fā)器、微控制器、數據和程序存儲器以及外圍單元都集成到了同一個(gè)硅片中。

　　在ZigBee所強調的市場(chǎng)中,由于SoC可以節省整個(gè)系統的成本,因此其地位也將越來(lái)越重要。另外,SoC還具有更多的優(yōu)點(diǎn),如占用較小的PCB空間,易于組裝、測試,提高了系統的可靠性,降低了外部雜散噪聲。而且,ZigBee SoC另一個(gè)重要特點(diǎn)就是其RF收發(fā)器可以有效地與MCU融為一體,成為其外圍單元,這一點(diǎn)使得其開(kāi)發(fā)大大易于使用兩顆獨立芯片的解決方案。

　　對于大多數的ZigBee系統來(lái)講,低功耗是最基本的要求。因此,ZigBee SoC具有低有效電流消耗是極為重要的。同時(shí),超低功耗的睡眠模式及較短的從睡眠模式切換到工作模式的時(shí)間也相當重要。例如,一個(gè)ZigBee燈控開(kāi)關(guān)(一個(gè)典型的ZigBee終端設備)在大多數的情況下工作在無(wú)信標模式并且只有在中斷信號來(lái)時(shí)發(fā)送數據,如按一下開(kāi)關(guān)。

　　大量的節點(diǎn)/傳感器是無(wú)線(xiàn)監控系統的典型需求。這一點(diǎn)也使得無(wú)線(xiàn)解決方案成為必要,由于傳感器節點(diǎn)需要在廉價(jià)的電池上工作幾年,因此要求他們必須具有很低的功耗。此外,傳感器節點(diǎn)所發(fā)送的數據有限,因此通信鏈路的數據傳輸速率也并不用太高。顯然,通信鏈路需要安全可靠,并且通訊解決方案的成本要足夠低才能贏(yíng)得所期待的市場(chǎng)增長(cháng)。

　　現今大部分的無(wú)線(xiàn)監控系統都是使用專(zhuān)有解決方案。然而,對于一個(gè)系統開(kāi)發(fā)者來(lái)講,基于一個(gè)像ZigBee這樣具有公共標準的開(kāi)發(fā)平臺來(lái)開(kāi)發(fā)、設計應用才更有益處。ZigBee只是基于射頻的網(wǎng)絡(luò )標準,主要滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)監控網(wǎng)絡(luò )系統的不同需要。ZigBee規范是建立在IEEE 802.15.4 的媒體接入層(MAC)和物理層(PHY)標準之上,提供網(wǎng)絡(luò )及應用支持。

　　終端產(chǎn)品的設計者使用ZigBee可在標準的應用架構上搭建自己的應用,而無(wú)須解決采用個(gè)人專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )所帶來(lái)的繁雜的射頻及網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題。采用已通過(guò)測試的符合ZigBee規范的開(kāi)發(fā)平臺將更進(jìn)一步的減少系統開(kāi)發(fā)成本,縮短產(chǎn)品面世的時(shí)間。最終,由于IEEE802.15.4提供的2.4GHz標準射頻接口,使得終端產(chǎn)品的制造商可以從廠(chǎng)家獲得全球性的解決方案和供應商。2.4GHz ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫療)波段是全球免申請波段。

　　ZigBee/IEEE802.15.4

　　ZigBee聯(lián)盟于2004年12月通過(guò)了ZigBee規范。它是針對低功耗、低成本無(wú)線(xiàn)嵌入式網(wǎng)絡(luò )而制定公開(kāi)的,全球的標準。表1中列出了一些ZigBee 解決方案 適合的應用領(lǐng)域：

　　表1 ZigBee應用領(lǐng)域

 

　　ZigBee是建立在IEEE802.15.4定義的可靠的物理層(PHY)和媒體接入控制層(MAC)之上的標準。并且在PHY層和MAC層之上定義了具有數據安全特性和互操作應用界面的網(wǎng)狀網(wǎng)、星狀網(wǎng)和集群樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò )拓撲結構。