無(wú)線(xiàn)連接是智能連接設(shè)備等不同的智能燈泡，遙控器，智能建筑，傳感器和執(zhí)行器，智能電表，可穿戴設(shè)備包括健身設(shè)備，安全報(bào)警器和信號(hào)燈的一個(gè)重要方面。
圖1：SimpleLink戰(zhàn)略從無(wú)線(xiàn)再分配挑戰(zhàn)消除了硬件問(wèn)題。
無(wú)線(xiàn)連接是智能連接設(shè)備等不同的智能燈泡，遙控器，智能建筑，傳感器和執(zhí)行器，智能電表，可穿戴設(shè)備包括健身設(shè)備，安全報(bào)警器和信號(hào)燈的一個(gè)重要方面。
選擇合適的無(wú)線(xiàn)技術(shù)并不簡(jiǎn)單，因?yàn)槎鄠€(gè)標(biāo)準(zhǔn)可能適用，以及市場(chǎng)和最終用戶(hù)偏好繼續(xù)發(fā)展。開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)必須上好提前工作，以滿(mǎn)足預(yù)期的上市日期，但承諾到無(wú)線(xiàn)技術(shù)的早期階段可能不理想。另一方面，某些類(lèi)型的產(chǎn)品可以從靈活性中獲益，以提供與在不同地區(qū)或市場(chǎng)上出售的不同無(wú)線(xiàn)電選擇變體。
盡管如此，無(wú)線(xiàn)電是一種智能傳感應(yīng)用的核心組成部分，傳統(tǒng)的方法需要哪些標(biāo)準(zhǔn)采用早日作出決定?？紤]誰(shuí)選擇的ZigBee?技術(shù)的應(yīng)用程序制造商。在實(shí)踐中，在設(shè)計(jì)的許多方面中，此決策的鎖，如收發(fā)器技術(shù)，印刷電路板布局，軟件堆棧和API來(lái)訪(fǎng)問(wèn)廣播。
假設(shè)新的市場(chǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)在進(jìn)步，這表明使用藍(lán)牙智能將大幅增加的目標(biāo)市場(chǎng)為最終產(chǎn)品。要更改電臺(tái)，應(yīng)用程序?qū)⑿枰m應(yīng)藍(lán)牙智能堆棧和新的API，和很多工作都是圍繞現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)電設(shè)計(jì)將需要報(bào)廢。實(shí)際上，面臨的挑戰(zhàn)是在項(xiàng)目后期開(kāi)始幾乎完全重新設(shè)計(jì)。實(shí)際上，球隊(duì)必須滿(mǎn)足目標(biāo)市場(chǎng)的窗口之間但與錯(cuò)誤的產(chǎn)品，或推出合適的產(chǎn)品太晚選擇。增加了工程成本需要考慮為好。
對(duì)于可擴(kuò)展的無(wú)線(xiàn)嵌入式平臺(tái)
為了讓制造商在選擇無(wú)線(xiàn)技術(shù)具有更大的靈活性，德州儀器(TI)創(chuàng)造了SimpleLink?超低功耗無(wú)線(xiàn)微控制器(MCU)平臺(tái)。該架構(gòu)是基于A(yíng)RM?Cortex?-M3，目前提供從32 KB的內(nèi)存配置高達(dá)128 KB的閃存。它提供了作為一個(gè)獨(dú)立的MCU進(jìn)行了廣泛的智能傳感應(yīng)用足夠的處理能力。
SimpleLink已被設(shè)計(jì)，以使跨無(wú)線(xiàn)技術(shù)的可擴(kuò)展性。在引腳對(duì)引腳兼容的封裝選擇該系列設(shè)備支持各種不同的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備，包括藍(lán)牙智能，低于1GHz的ZigBee，6LoWPAN的，IEEE 802.15.4，RF4CE?和專(zhuān)有模式可支持高達(dá)5 Mbps的操作。
從硬件的角度來(lái)看，這是簡(jiǎn)單的改變來(lái)將設(shè)備與一個(gè)不同的集成無(wú)線(xiàn)電。所有的2.4GHz技術(shù)和所有子1 GHz的技術(shù)是直接引腳對(duì)引腳兼容。此外，所有的其它外圍設(shè)備的是SimpleLink設(shè)備之間是相同的。這給制造商的具有很大的靈活性在能夠延遲無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的最終選擇，直到在設(shè)計(jì)過(guò)程中已晚。
該平臺(tái)也是在每個(gè)它支持不同的標(biāo)準(zhǔn)兼容的代碼。開(kāi)關(guān)收音機(jī)，但是，確實(shí)有應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的影響。這源于在無(wú)線(xiàn)棧的差異，這必須由應(yīng)用來(lái)解釋。例如，接口到6LoWPAN的堆棧使用IP報(bào)??文進(jìn)行。隨著藍(lán)牙智能，應(yīng)用程序會(huì)讀取或修改各種屬性。這些差異是在A(yíng)PI的TI電源與它的每一個(gè)SimpleLink無(wú)線(xiàn)MCU的捕獲。
作為最佳實(shí)踐，制造商可以設(shè)計(jì)以模塊化的方式無(wú)線(xiàn)接口。而不是讓?xiě)?yīng)用程序直接訪(fǎng)問(wèn)無(wú)線(xiàn)電，無(wú)線(xiàn)API可通過(guò)具有應(yīng)用數(shù)據(jù)發(fā)送到無(wú)線(xiàn)電功能抽象。此函數(shù)然后可以處理數(shù)據(jù)要被發(fā)送或使用適當(dāng)?shù)腁PI需要接收。其效果是，去晚了改變收音機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，只是這收音功能，需要移植。
相同的設(shè)備，不同無(wú)線(xiàn)電
該平臺(tái)包括用于藍(lán)牙智能的CC2630支持的6LoWPAN和ZigBee，CC1310為低于1GHz，并支持CC2620的ZigBee RF4CE的CC2640無(wú)線(xiàn)MCU。該裝置是在多個(gè)封裝類(lèi)型，如圖1。
TI還宣布CC2650多標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。這種“超”設(shè)備可以在硬件和軟件兩者進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置，以支持若干不同的2.4GHz無(wú)線(xiàn)電之一。與CC2650內(nèi)置設(shè)計(jì)可以去生產(chǎn)，而不在選擇鎖定和在安裝在現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間進(jìn)行配置。這使得制造商能夠真正等到最后一分鐘，上電臺(tái)，而不改變天線(xiàn)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)決定。
該CC2650還允許應(yīng)用程序通過(guò)允許支持無(wú)線(xiàn)電更改為支持在單芯片多個(gè)無(wú)線(xiàn)電。因此，通過(guò)在該領(lǐng)域重新編程CC2650，系統(tǒng)可以既ZigBee的和基于藍(lán)牙的設(shè)備進(jìn)行通信。
多處理器體系結(jié)構(gòu)
該SimpleLink平臺(tái)集成多個(gè)處理器來(lái)提供不同層次的各種任務(wù)的智能傳感應(yīng)用程序執(zhí)行所需的計(jì)??算能力，使用手頭的任務(wù)合適的處理器能夠以盡可能低的功耗操作設(shè)備。
應(yīng)用處理器是ARM???Cortex?-M3，它作為SimpleLink超低功耗平臺(tái)的主處理器。它提供作為一個(gè)獨(dú)立的微控制器，可以智能地管理基于傳感器的系統(tǒng)所需要的性能。在Cortex-M3提供了充足的處理能力來(lái)處理應(yīng)用程序和高層協(xié)議棧處理的，而且是非常節(jié)能。
無(wú)線(xiàn)處理器是一個(gè)綜合的Cortex-M0，這是專(zhuān)門(mén)為管理所有低級(jí)別的無(wú)線(xiàn)電任務(wù)系統(tǒng)。這卸載從主CPU時(shí)序關(guān)鍵的任務(wù)。
第三個(gè)處理器是一款超低功耗MCU集成致力于快速，高效的傳感器監(jiān)控。這種傳感器控制器被設(shè)計(jì)為能夠提供滿(mǎn)足采樣數(shù)據(jù)，使簡(jiǎn)單的傳感器決策所需的處理權(quán)水平。此外，它具有有限的存儲(chǔ)器和沒(méi)有多余的外圍設(shè)備。它是非常功率高效的為任務(wù)，例如定期輪詢(xún)傳感器輸出以及確定是否發(fā)生了閾值的事件，并避免了必須浪費(fèi)地喚醒主CPU此不需要時(shí)。
TI已經(jīng)使用SimpleLink無(wú)線(xiàn)微控制器提供操作和界面，無(wú)線(xiàn)廣播所需的軟件簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。這簡(jiǎn)化了無(wú)線(xiàn)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)人員可以在適當(dāng)?shù)腟impleLink裝置下降并很快開(kāi)始使用無(wú)線(xiàn)電沒(méi)有大量配置或調(diào)整的程度。為此，無(wú)線(xiàn)控制設(shè)置有已被優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最有效的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備運(yùn)行的生產(chǎn)代碼。
節(jié)能感應(yīng)
因?yàn)閭鞲衅骺刂破餍枰鶕?jù)特定的應(yīng)用來(lái)監(jiān)視傳感器，作出決定，并采取行動(dòng)，開(kāi)發(fā)者需要能夠配置其操作。TI提供了一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)工具，傳感器控制器Studio，它允許用戶(hù)配置傳感器控制器。此工具輸出傳感器控制器接口驅(qū)動(dòng)器，它結(jié)合產(chǎn)生的傳感器控制器的機(jī)器代碼和相關(guān)定義。它可以配置傳感器控制器，而無(wú)需編寫(xiě)任何代碼，而對(duì)于需要自定義代碼的應(yīng)用程序，這是通過(guò)一個(gè)類(lèi)似C的腳本語(yǔ)言支持執(zhí)行常見(jiàn)任務(wù)。傳感器控制器工作室通過(guò)使用測(cè)試傳感器控制器和調(diào)試功能，加快發(fā)展。這允許傳感器數(shù)據(jù)和算法驗(yàn)證活可視化。
傳感器控制器的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是，它是與主CPU集成。傳統(tǒng)上，任何額外的傳感器控制器將使用第二個(gè)，不那么強(qiáng)大的MCU來(lái)卸載主應(yīng)用處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。這可以通過(guò)允許應(yīng)用處理器保持處于睡眠模式，而低功率的傳感器控制器監(jiān)視和管理這些傳感器提供功率節(jié)省。另一方面，由于次級(jí)MCU是外部的應(yīng)用處理器，開(kāi)發(fā)人員將必須設(shè)計(jì)和處理器之間管理通信，并且還執(zhí)行中斷功能，以使控制器喚醒應(yīng)用處理器。
在SimpleLink平臺(tái)，傳感器控制器被實(shí)現(xiàn)的方式提供所有的功率效率的優(yōu)點(diǎn)而沒(méi)有復(fù)雜的設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。因?yàn)閭鞲衅骺刂破鳎瑹o(wú)線(xiàn)電MCU，并且應(yīng)用處理器集成在同一硅，這極大地簡(jiǎn)化了硬件和軟件設(shè)計(jì)。
的SimpleLink平臺(tái)提供了一個(gè)無(wú)線(xiàn)的MCU，易于編程和避免了與試圖集成PHY和堆棧相關(guān)的挑戰(zhàn)。應(yīng)用程序代碼的ARM Cortex-M3的，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MCU，很多設(shè)計(jì)師都已經(jīng)熟悉運(yùn)行。TI提供了一個(gè)API為每個(gè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)，從而最大限度地減少了開(kāi)發(fā)人員的學(xué)習(xí)曲線(xiàn)。射頻和天線(xiàn)設(shè)計(jì)已被簡(jiǎn)化，以及不影響可靠性和性能?？煽康陌踩允莾?nèi)置的，并且協(xié)議棧可用于生產(chǎn)。
與SimpleLink設(shè)計(jì)
與SimpleLink設(shè)備設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)人員可以從全功能的設(shè)計(jì)環(huán)境像的Code Composer Studio?集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)或的IAR Embedded Workbench選擇。
公司還提供評(píng)估板，可用于快速啟動(dòng)設(shè)計(jì)。其中，SimpleLink CC2650開(kāi)發(fā)套件包括兩個(gè)CC2650評(píng)估模塊和兩個(gè)被設(shè)計(jì)為支持軟件開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的無(wú)線(xiàn)性能測(cè)試SmartRF06主板。由于CC2650是能夠支持多個(gè)2.4 GHz的無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，該平臺(tái)還可以在應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)用于CC2640藍(lán)牙智能和CC2630的ZigBee?/ 6LoWPAN的無(wú)線(xiàn)微控制器。在試劑盒中的微控制器被預(yù)編程有軟件的檢測(cè)。低功耗藍(lán)牙和ZigBee建立在TI-RTOS，它集成了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和電源管理的頂部堆疊，也包括在內(nèi)。
該CC2650無(wú)線(xiàn)MCU也是在TI的的心臟SensorTag套件物聯(lián)網(wǎng)。該SensorTag是可以連接到云，沒(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)需要開(kāi)始。它包含10個(gè)傳感器，包括光，濕度和壓力傳感器，一個(gè)數(shù)字麥克風(fēng)，磁傳感器，加速度計(jì)，陀螺儀，磁力，對(duì)象的溫度傳感器，和環(huán)境溫度傳感器，和內(nèi)置iBeacon顯示技術(shù)。相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)應(yīng)用允許用戶(hù)基于SensorTag數(shù)據(jù)和物理位置看到的傳感器讀數(shù)瞬時(shí)啟動(dòng)時(shí)，以及自定義的內(nèi)容。
結(jié)論
TI的SimpleLink超低功耗無(wú)線(xiàn)MCU平臺(tái)簡(jiǎn)化了智能無(wú)線(xiàn)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，并給出開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的靈活性，如果需要切換到不同的無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，甚至在設(shè)計(jì)周期的后期階段。這使項(xiàng)目盡快開(kāi)始 - 并在稍后做出最后的決定 - 使OEM廠(chǎng)商能夠在正確的時(shí)間提供優(yōu)化的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。能源意識(shí)的多處理器架構(gòu)，可幫助開(kāi)發(fā)人員更輕松地滿(mǎn)足眾多智能傳感應(yīng)用的嚴(yán)格的功耗和性能要求。
（轉(zhuǎn)載）
