IEEE 802.15.4 芯片的協(xié)議選擇

今天我想和大家討論一下基于 IEEE 802.15.4 網(wǎng)絡(luò )解決方案時(shí)系統構架的選項問(wèn)題。

凡事總有先后。如果由于電力企業(yè)強制規定或者同一條或多條 LCD 電視產(chǎn)品線(xiàn) RF4CE 通用性問(wèn)題，您的項目要求符合 ZigBee®-Smart Energy 標準等，則您不應考慮網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，因為符合某種具體標準的需求已經(jīng)或多或少地存在了。這種情況下，您的時(shí)間和努力應該集中到廠(chǎng)商和硬件的選擇上，認真考慮您將獲得的軟件的成熟性、所有芯片供應商隱性成本，以及進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)您希望獲得什么樣的工具和系統級支持。但是，如果您不受合作伙伴關(guān)系、兼容性要求或者做設計決策的非技術(shù)類(lèi)微管理領(lǐng)導的拖累，則肯定有許多基于系統屬性、要求或預期功能以及性能要求的選項可供選擇。

如果您的系統在網(wǎng)絡(luò )有兩個(gè)設備，那么懇請您一定不要把事情搞復雜了。在努力幫助構建一個(gè)消費類(lèi) ZigBee 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )啟動(dòng)順序時(shí)，才發(fā)現實(shí)際上系統中只有兩個(gè)設備，通信距離至多十英尺，并且以初始默認配置協(xié)同工作。沒(méi)有什么事情比這更令人沮喪了。不管是僅點(diǎn)對點(diǎn)、一對多還是多跳轉都必須支持通信。大多數芯片廠(chǎng)商都提供一系列的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議選項，范圍從只配置無(wú)線(xiàn)電設備并具有基本通信接口的基本專(zhuān)有軟件，到更復雜的ad-hoc（可能為多跳轉專(zhuān)有或標準協(xié)議，如：ZigBee 或 6LoWPAN 等）。我建議，即使在這種簡(jiǎn)單的情況下，您也要根據最簡(jiǎn)單的情況來(lái)考慮您的要求。其中，設備預編程為一種固定網(wǎng)絡(luò )，具有固定的尋址和預配置配對。對更加活躍的情況而言，其設備都預先相互不了解?；蛘?，如果您的設備必須動(dòng)態(tài)地建立一個(gè)唯一的網(wǎng)絡(luò )標識符，則必須配對（通常與一些安全限制）。無(wú)論專(zhuān)有（例如：TI 的 SimpliciTI 協(xié)議等）還是標準（例如：ZigBee或RF4CE等），所謂的“初始默認配置”協(xié)議都有一些既有方法來(lái)完成這些任務(wù)。您必須認真考慮協(xié)議是否符合您的系統要求。

除讓您的系統/產(chǎn)品要求與適合的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議匹配以外，在身陷其中以前請先了解您擁有的資源和設計能力。對于一些產(chǎn)品專(zhuān)家而言，他們沒(méi)有從頭開(kāi)始建立一種解決方案的 RF 布局和軟件網(wǎng)絡(luò )經(jīng)驗，因此我建議找一家模塊供應商。這些模塊可以提供混入 (drop-in) FCC，或者合格的預編程解決方案。其通過(guò) UART、SPI 或者其他器件，允許您設置具體參數（例如：網(wǎng)絡(luò ) ID、信道、應用端口標識符等）、連接網(wǎng)絡(luò )、搜索并配對另一個(gè)設備以及發(fā)送/接收基本應用數據，從而提供一種簡(jiǎn)單的 API。使用模塊會(huì )有協(xié)議限制，并且單塊器件的成本也更高，但對于更低的產(chǎn)品產(chǎn)量（低于 50K）而言，我們發(fā)現模塊的成本遠不只是彌補了 RF 布局、設計、裝配和檢測以及軟件開(kāi)發(fā)和測試的 NRE 成本。

無(wú)論您從頭開(kāi)始還是從一個(gè)已有解決方案“剪切-粘貼”來(lái)建立一種定制解決方案，我都希望您在開(kāi)發(fā)過(guò)程中能有最佳的運氣，也希望這篇簡(jiǎn)短的文章在您開(kāi)始以前能在一些關(guān)鍵方面給您一些啟示。

作者：Brian Blum，德州儀器 (TI)