1. Кількість вузлів і топологія мережі
2. Швидкість передачі даних і відстань між вузлами мережі
3. енергоспоживання
4. Вибір технології реалізації
5. SimpliciTI
6. TIMAC
7. RemoTI
8. Z-Stack
9. BLEStack
10. ANTTM
11. PurePathTM Wireless Audio
12. 6LoWPAN
13. Вибір частотного діапазону
14. Оцінка часу і ресурсів на розробку
15. Антенні рішення TI
16. Рекомендації по топології друкованої плати
17. засоби розробки
18. Програмні засоби розробки
19. Висновок
20. література
21. Про компанію Texas Instruments

Успіхи в області напівпровідникової електроніки, що дозволяють інтегрувати на одному кристалі велику кількість різноманітних пристроїв (в тому числі аналогових і цифрових схем), і досягнення в технології виробництва інтегральних схем (зниження вартості виробництва) сприяють проникненню в повсякденне життя різних електронних пристроїв і систем. Часто вони стають повсякденними і непомітними, проте за кожною з них стоїть праця багатьох людей і складні технології. Особливо інтенсивно йде розвиток в сфері вбудованих систем і портативних пристроїв, що використовують радіоканал. Вони оточують нас в звичайному житті і працюють в умовах різних обмежень.

Такі пристрої відносять до класу малопотужних радіопристроїв.

Кількість вузлів і топологія мережі

Кожна область застосування бездротових систем характеризується наявністю характерного кількості вузлів і призначена для вирішення певного класу задач або надання користувачам відповідних сервісів. Кількість вузлів мережі може варіюватися від двох до декількох тисяч.

Кожна з топологій вимагає підтримки у вигляді мережевого додатки або протоколу (таблиця 1) [2-6].

Таблиця 1. Рішення TI для різних мережевих топологій

Показник мережіПлатформа, мережевий протокол або стек протоколівБудь радиоинтерфейс + власне ПОSimpliciTI802.15.4 TIMACRF4CEZigBeeТопологія

Будь-яка Точка-точка Зірка Зірка Зірка Ніздрювата Розмір коду Змінний <8 кбайт <32 кбайт <64 кбайт> 64 кбайт Складність Мінлива Низька Низька Низька Середня

Швидкість передачі даних
і відстань між вузлами мережі

Одним з основних факторів, що впливають на топологію мережі і вибір протоколу передачі даних, є граничне відстань, на яке можна рознести вузли в мережі при збереженні стійкого зв'язку і необхідної швидкості обміну даними.

Відстань між вузлами можна оцінити, виходячи з відомостей про вихідної потужності передавача, чутливості приймача і характеристиках антен з урахуванням емпіричних відомостей [1, 2].

Для теоретичних оцінок використовується формула Фріза для вільного простору:

(1)

(2)

де Pt - потужність передавача; Pr - чутливість приймача; Gt, Gr - коефіцієнти посилення передавальної або приймальної антен відповідно; d - відстань між вузлами; l - довжина хвилі.

Формула (1) носить ще назву енергетичного бюджету каналу зв'язку (або просто бюджету каналу).

В реальній ситуації розрахована дальність передачі буде трохи нижче через різних ефектів поширення сигналу (розсіювання, дисперсія, багатопроменеве поширення і ін.). Оскільки врахувати всі або хоча б частину ефектів практично нереально, користуються емпіричними правилами (правила наближеного рахунки), що дозволяють провести необхідні оцінки.

Найбільш важливими факторами для вузлів мережі є характеристики антени - коефіцієнт посилення, діаграма спрямованості, чутливість до предметів в ближній зоні і ін. Велике значення також має реалізація передачі даних в різних мережевих технологіях (рис. 1, рис. 2).

Мал. 1. Діяльність зв'язку, що забезпечується різними бездротовими технологіями

Мал. 2. Діапазон швидкостей передачі даних в бездротових технологіях

енергоспоживання

Енергоспоживання вузлів мережі грає не останню роль для систем з автономним живленням, крім того треба пам'ятати про загальну тенденцію до переходу на енергозберігаючі технології. Texas Instruments є одним з лідерів в області низькоспоживаючі цифрових і аналогових схем [2, 8, 10].

Крім технічних характеристик мікросхем приймачів, мікроконтролерів і інших вузлів бездротових модулів на енергоспоживання істотно впливає режим роботи мережевого додатки, інтенсивність обміну даними.

Виділяють режими роботи з інтенсивним робочим циклом і з малою інтенсивністю обміну. У додатках з інтенсивним робочим циклом основна частка енергоспоживання припадає на радиоинтерфейс - прийом / передача пакетів, синхронізація і автоподстройка частоти. При цьому в разі переважання в трафіку довгих пакетів домінує споживання приймача, а в разі переважної передачі коротких пакетів на перший план виходить споживання схем ініціалізації родючості і автокалибровки частоти.

У додатках з малою інтенсивністю обміну починають грати роль такі показники, як наявність і ефективність режимів зниженого енергоспоживання мікросхем датчиків, мікроконтролерів і приймачів.

Типовий профіль енергоспоживання бездротового вузла представлений на малюнку 3 (абсолютні величини наведені для пристрою діапазону менше 1 ГГц; для пристроїв діапазону 2,4 ГГц струми споживання будуть приблизно в два рази вище) [2].

Мал. 3. Приклад профілю енергоспоживання бездротового вузла

При цьому відносний рівень споживання пристроїв, що відрізняються за технологіями реалізації, можна оцінити по малюнку 4 [8].

Мал. 4. Мінімальні вимоги до джерел живлення бездротових вузлів різних технологій

TI пропонує декілька видів продуктів з низьким енергоспоживанням для бездротових систем з усім необхідним програмним і апаратним забезпеченням, фактично позбавляючи розробників від необхідності застосування спеціалізованих протоколів для зниження енергоспоживання - ця частина проблеми вирішується на рівні компонентів.

Вибір технології реалізації

Бездротові рішення TI дозволяють реалізувати будь-яку стратегію розвитку продукту, обрану розробником. Карта пропонованих програмних і апаратних рішень TI для різних рівнів представлена ​​в таблиці 2.

Таблиця 2. Програмні та апаратні рішення TI для різних рівнів

- - - - - Протокол високого рівня - - - Remo TI Z-Stack + API Протокол нижнього рівня - SimpliciTI TI MAC TI MAC TI MAC Фізичний рівень Будь бездротовий модуль CC111x, CC251x , MSP430 + CC1101, CC2500 CC2530, MSP430 + CC2520 CC2530, CC2533 CC2530 Частотний діапазон <1 ГГц, 2,4 ГГц <1 ГГц, 2,4 ГГц 2,4 ГГц 2,4 ГГц 2,4 ГГц

Як програмних платформ TI пропонує кілька фірмових протоколів і стандартизованих стеків протоколів [3-6].

SimpliciTI

SimpliciTITM є нескладний протокол з відкритим вихідним кодом для невеликих бездротових мереж з низькою інтенсивністю обміну даними в діапазонах до 1 ГГц, 2,4 ГГц і діапазонах стандарту IEEE 802.15.4 [5] (рис. 5). Розроблено для мереж переважно з автономним батарейним харчуванням на основі систем-на-кристалі (наприклад, CC430, CC1110 / 2510) або на основі зв'язки низькоспоживаючі контролерів серії MSP430 і будь-якого з приймачів, пропонованих TI (MSP430 + CC1XXX / CC25XX).

Мал. 5. Структура стека протоколів SimpliciTI

SimpliciTI підтримує всі бездротові трансивери і системи-на-кристалі TI, а також більшість апаратних платформ для налагодження бездротових додатків. При цьому забезпечується максимально простий перенесення додатка з одного чіпа на інший, наприклад, з CC1110 на CC2510, для зміни частотного діапазону.

Ключові властивості:

• Є протоколом, розробленим TI для мінімізації енергоспоживання з підтримкою сплячого режиму вузлів мережі;
• Низькі системні вимоги: <8 кбайт Flash-пам'яті і менше 1 кбайта RAM для роботи в залежності від конфігурації;
• Підтримка топологій точка-точка, зірка (з розширювачами радіусу дії-до чотирьох проміжних вузлів);
• Легкий у застосуванні з точки зору програміста - невеликий набір API-функцій;
• Великий вибір підтримуваних платформ.

Типові програми:

• Сигналізація і системи охорони (датчики проникнення, датчики світла, СО-датчики, датчики розбиття скла);
• Пожежна сігналізація- датчики диму;
• Системи обліку (лічильники води, газу, електроенергії);
• Додатки RFID з активними мітками.

TIMAC

TIMAC є вільно поширюваним програмним забезпеченням для приймачів і систем на кристалі TI, орієнтованих на стандарт IEEE 802.15.4 [4]. Надається у вигляді об'єктних кодів без авторських або патентних відрахувань за його використання.

Сертифікований як стандарт, що підтримує IEEE 802.15.4, легкий в застосуванні. Підтримує кілька апаратних платформ: система-на-кристалі CC2530; MSP430F5438 + CC2520; MSP430F2618 + CC2520.

Застосування TIMAC виправдано у випадках:

• Організації бездротових мереж типу точка-точка, точка-безліч точок (наприклад, зв'язок кількох сенсорів з центральним вузлом);
• Необхідності стандартизованого протоколу;
• Використання вузлів на батарейках;
• Необхідність підтримки підтвердження прийому або ретрансляція пакетів;
• Використання низьких швидкостей передачі даних (порядку 100кбіт / сек).

RemoTI

Для задач дистанційного керування пристроями Texas Instruments пропонує протокол RemoTITM, підтримуваний відповідними бездротовими пристроями, що відповідає специфікації ZigBee® RF4CE (рис. 6) [6].

Мал. 6. Структура стека протоколів RemoTI

Протокол RemoTI ґрунтується на стандарті IEEE 802.15.4 з додаванням до нього рівня мережевої взаємодії і набору базових команд управління. Включає в себе: підтримку декількох каналів; безпечні транзакції; режими енергозбереження; простий механізм об'єднання пристроїв для спільної роботи.

Z-Stack

Для організації складних мереж TI пропонує стек протоколів Z-StackTM, один з лінійки програмних продуктів, орієнтованих на стандарт IEEE 802.15.4 [3].

Z-StackTM сумісний зі стандартами ZigBee (ZigBee і ZigBee PRO) і дозволяє реалізовувати функціонал, закладений в даних стандартах на платформах TI: CC2530, MSP430 + CC2520, Stellaris LM3S9B96 + CC2520, CC2591. Більш того, Z-StackTM підтримує профайли ZigBee - Smart Energy і Home Automation.

Основні можливості:

• Повна підтримка стандарту ZigBee PRO;
• Можливість оновлення прошивки вузлів мережі по радіоканалу;
• Наявність набору API, що зменшує час розробки програми (додатково надаються приклади програм).

Мережа, побудована на базі Z-StackTM, має такі властивості:

• Самоорганізація мережі (топологія Mesh);
• Низька вартість установки вузлів;
• Низька вартість вузлів мережі;
• Підтримка великих мереж (сотні вузлів);
• Застосування для додатків контролю і моніторингу систем і об'єктів;
• Використання стандартизованих протоколів.

Z-Stack тестувався і розроблявся із застосуванням компіляторів компанії IAR (www.iar.com). При покупці налагоджувальних комплектів TI користувач отримує 30-денну ознайомлювальну версію IAR EW без обмеження за обсягом компилируемого коду. Для компіляції Z-Stack під різні платформи необхідні відповідні версії крос-компіляторів:

• CC2520 + MSP430: IAR EW MSP 5.10;

• CC2520 + LM3S9B96: IAR EW ARM 5.50.5.

BLEStack

Стек протоколів TI's Bluetooth® low energy (BLE) надає все необхідне програмне забезпечення для розробки додатків Bluetooth® low energy на базі системи-на-кристалі CC2540 [8]. BLEStack включає в себе об'єктний код самого стека протоколів BLE, приклади програмних проектів і програм з вихідними текстами, додаток для ПК BTools для тестування BLE-додатків, технічну документацію, включаючи допомогу розробника і довідник по API-функцій BLE.

Основні можливості BLEstack:

• Відповідає вимогам специфікації Bluetooth specification version 4.0;
• Має режим хост-пристрої, контролера;
• Підтримує спеціалізовані профілі пристроїв;
• Має підтримку режимів майстра і підлеглого пристрою, підтримку суміщеного режиму;
• Має невеликий об'єм коду;
• Володіє високою енергоефективністю.

Об'єктний код оптимізований для CC2540; не потрібно будь-яких авторських або патентних відрахувань.

До областей застосування можна віднести: аксесуари для мобільних телефонів; прилади для занять спортом, відпочинку, побутові медичні прилади; ігрові консолі, інтерфейсні пристрої, пристрої віддаленого управління; можливе застосування в системах безпеки.

ANTTM

ANTTM пропонується як просте і недороге енергоефективне рішення для організації простих мереж типу точка-точка, зірка [8]. Застосовна в багатьох додатках технологія ANT на сьогоднішній день є визнаною технологією для збору, автоматичної передачі і відстеження даних датчиків при заняттях спортом, оздоровчих процедурах, моніторингу стану здоров'я в домашніх умовах.

Основні області застосування: спорт / фітнес; побутова медична апаратура; аксесуари для мобільних телефонів; бездротові сенсорні мережі.

PurePathTM Wireless Audio

PurePathTM Wireless Audio - унікальна технологія, розроблена Texas Instruments для бездротової передачі потокового аудіо в «CD-якості» на невеликі відстані в діапазоні 2,4 ГГц, що вилилася в серію однокристальних пристроїв CC85хх [8]. Два або більше пристрої СС85хх складають мережу аудіопристроїв. Особливу увагу було приділено питанням підтримки безперервного зв'язку між пристроями в умовах різного оточення і сумісності з іншими бездротовими пристроями, що працюють в діапазоні 2,4 ГГц.

Більшість додатків з використанням PurePathTM Wireless Audio можуть бути реалізовані без розробки ПО. CC85xx просто підключається до джерела зовнішнього аудіо сигналу (аудіо-кодек, інтерфейс S / PDIF, підсилювач класу D) з парою кнопок або світлодіодів в якості інтерфейсу з користувачем. У більш складних випадках можливе підключення зовнішнього хост-процесора або DSP для прямого управління аудіо-потоком або для контролю мережевих операцій.

Переваги даної технології:

• Знижена вартість розробки;
• Подвоєне час роботи в порівнянні зі звичайними рішеннями (близько 22 годин з батареєю ємністю 465мАч);
• Добре підходить для високоякісних аудіо-пристроїв.

Для настройки функціональності та оновлення прошивки використовується ПК-додаток PurePath Wireless Configurator. Всі пристрої сімейства CC85xx безпосередньо можуть взаємодіяти з розширювачем діапазону CC2590 для більш широкого охоплення території і підвищення надійності зв'язку.

Вбудований протокол передачі аудіо використовує кілька технологій для забезпечення потрібної якості передачі даних і сумісності з іншими пристроями:

• Адаптивна схема перемикання частот;
• Корекція помилок передачі;
• Буферизації і ретрансляція даних;
• Маскування помилок;
• Ефективні алгоритми стиснення;
• Швидкість передачі даних 5Мбит / с;
• Вихідна потужність до 4дБм;
• Чутливість -83дБм;
• Нестислий канал CD-якості (44,1 / 48кГц, 16/24 біт);
• Затримка аудіосигналу менш 20мс.

Деякі інтерфейсні функції CC85xx, наприклад, управління живленням, вибір аудіоканали, управління рівнем, можуть бути відображені на лінії введення-виведення.

Додатки: бездротові навушники, гарнітури; бездротові мікрофони; заміна кабелю; бездротової домашній кінотеатр.

6LoWPAN

6LoWPAN - це відкритий стандарт IETF (Internet Engineering Task Force) (RFC 4944), який визначає реалізацію протоколу IPv6 поверх малопотужних недорогих бездротових мереж [8].

Технологія 6LoWPAN забезпечує підтримку адрес IPv6 для всіх вузлів бездротової мережі з підтримкою ячеистой технології для організації масштабованих мереж, підтримкою маршрутизації і самовідновлення в разі виходу будь-яких вузлів з мережі. 6LoWPAN може підтримувати кілька фізичних рівнів (PHY), зокрема поддиапазон до 1 ГГц і діапазон 2,4 ГГц, працюючи поверх протоколів стандарту IEEE 802.15.4.

Рішення TI для 6LoWPAN грунтується на апаратурі TI і програмному забезпеченні Sensinode Ltd - одного з лідерів в області програмних продуктів для 6LoWPAN.

Як апаратних платформ для 6LoWPAN TI пропонується приймач CC1110 і система-на-кристалі CC430.

Вибір частотного діапазону

Для обміну даними у всьому світі надаються неліцензованому радіочастотні діапазони. У РФ на підставі Рішення Державної комісії з радіочастот (ГКРЧ) № 08-24-01-001 від 28.04.2008 та № 07-20-03-001 від 07.05 2007 для цих цілей виділено частотні діапазони 433.075 ... 434,750 МГц і 868,7 ... 869,2 МГц, 2,45 ГГц. Ці частоти можуть використовуватися без оформлення спеціального дозволу ГКРЧ і абсолютно безкоштовно за умови дотримання вимог по ширині смуги, випромінюваної потужності (до 10 мВт в районі частоти 434 МГц і до 25 мВт в районі частоти 868 МГц, до 100 мВт в діапазоні 2,4 ГГц ) і призначенням радіосигнали вироби.

Крім законодавчих критеріїв, при виборі частотного діапазону слід враховувати і технічні фактори.

Для діапазону 2,400 ... 2,4835 ГГц доступні більшу кількість частотних каналів, більш високі швидкості передачі, можливий безперервний режим роботи (для родючості), більш компактні антени. З іншого боку, стійка робота реалізується на більш коротких відстанях, зростає вплив різних перешкод (інтерференційні, багатопроменеве поширення, перешкоди) [2].

Для частот менше 1 ГГц дозволені частотні діапазони в різних країнах можуть відрізнятися, і не завжди можливо використовувати одну і ту ж елементну базу. Також не скрізь дозволена безперервна активність радиоустройства. Переваги стосуються кращої дальності стійкої роботи в порівнянні з частотами 2,4 ГГц діапазону при однаковій вихідної потужності передавача, зменшення впливу перешкод на проходження сигналу (особливо актуально для роботи всередині будівель і офісних приміщень).

Оцінка часу і ресурсів на розробку

На даний момент існують два шляхи реалізації апаратних рішень для бездротових додатків.

Перший шлях полягає в розробці власної плати пристрою з урахуванням рекомендацій і схем включення елементів.

Типовий перелік елементів включає в себе:

• Мікросхему бездротового приймача і мікроконтролер або однокристальні пристрій;
• Компоненти радіотракта- антена (друкована / чіп / зовнішня), роз'єми для підключення зовнішньої антени, пасивні компоненти для узгодження антени і входу приймача, в деяких випадках-антенний підсилювач;
• Стабілізатор живлення або батареї живлення.

Другий шлях полягає у використанні готових модулів і микросборок, інтегруючих на платах для поверхневого або мезонінного монтажу всі елементи радиотракта, включаючи приймально-передавальні елементи.

У разі використання фірмових бездротових модулів розробник отримує можливість скоротити час виходу кінцевого продукту на ринок, позбутися від розробки топології друкованої плати для високочастотної частини, тому що всі компоненти радиотракта узгоджені між собою, і весь модуль в цілому має узгоджені параметри по температурному діапазону, потужності сигналу та ін.

При невеликих партіях виробів використання готових модулів призводить до скорочення витрат на одиницю продукції. При великосерійному виробництві вигідно використовувати не готовий модуль, а власне рішення.

Розробка бездротового рішення включає в себе вивчення документації на вибрані електронні компоненти, розробку антени, друкованої плати і програмного забезпечення.

Прикладом простору для вибору апаратної платформи Texas Instruments може служити малюнок 7 [2, 8].

Мал. 7. Спектр апаратних рішень TI

Антенні рішення TI

Важливим елементом будь-якої бездротової системи або вузла мережі є антена. Всі характеристики антен наводяться щодо ізотропної - теоретичної моделі, яка випромінює однаково в усіх напрямках. У малопотужних бездротових системах найчастіше використовуються дипольні або штирові антени [9].

За типом підключення виділяють два різновиди антен: антени з однією точкою підключення та диференціальні антени (рис. 8).

Мал. 8. Способи підключення антен до бездротових модулів

Антени з однією точкою підключення:

• Зазвичай мають опір 50Ом;
• Вимагають пасивної схеми узгодження для підключення до деяких типів мікросхем;
• Легко аналізуються за допомогою мережевих аналізаторів;
• Легко можна досягти високої продуктивності.

Диференціальні антени:

• Безпосередньо підключаються до диференціальних виходів мікросхем;
• Дозволяють зменшити число зовнішніх компонентів;
• Для досягнення потрібних показників в деяких випадках необхідна симуляція роботи;
• Трудноізмерімий імпеданс;
• Можливе досягнення продуктивності, порівнянної з антенами з однією точкою підключення.

За способом фізичної реалізації виділяють: друковані, штирові і чіп-антени.

Друковані антени:

• Чи не підвищують вартість рішення;
• Вимагають більше простору на друкованій платі;
• Мають значні розміри на низьких частотах;
• Мають широкий діапазон;
• Для реалізації необхідно спеціалізоване ПО.

Штирові антени:

• Найкраще збіг реальних характеристик з теоретичними;
• Менший вплив розміру антени на розміри кінцевого пристрою.

Чіп-антени:

• Менш дорогі;
• Менший діапазон.

Texas Instruments пропонує кілька рішень для реалізації друкованих антен з робочими розмірами, PCB-файлами і рекомендаціями щодо застосування [7-9].

Як засоби розробника пропонується набір антен CC-Antenna-DK, що містить 13 різнотипних антен (діапазони від 136 МГц до 2,48 ГГц).

Короткі відомості про друковані антенах, пропонованих TI для різних діапазонів представлені нижче (таблиці 3-6).

Таблиця 3. Ненаправлення антени з однією точкою підключення діапазону 2,4 ГГц

Таблиця 4. Диференціальні антени діапазону 2,4 ГГц

Таблиця 5. Спрямовані антени діапазону 2,4 ГГц

Таблиця 6. Друковані антени діапазону 868/915/955 МГц

Також для діапазону 868/915/955 МГц застосовуються спіральні і чіп-антени, кожна з яких має свої переваги. Спіральні антени досить прості у виготовленні, а чіп-антени мають дуже компактні розміри.

Для більш довгохвильових діапазонів (315 МГц) застосовуються в основному спіральні антени, але існують і чіп-рішення.

Рекомендований TI шлях вибору антени складається з декількох кроків (рис. 9): огляд можливих рішень на основі короткого довідника і більш повної технічної інформації; вивчення характеристик антен (діаграма спрямованості, вплив оточення); польові випробування; вивчення технічних креслень, шаблонів антен, технології їх реалізації та особливостей розміщення на друкованій платі і рекомендацій по конфігурації друкованої плати [9].

Мал. 9. Документальне забезпечення TI при виборі антени

Рекомендації по топології друкованої плати

При створенні друкованої плати для бездротового вузла прийнято дотримуватись певних рекомендацій, що дозволяє отримати хороше рішення без проведення великої обчислювальної роботи з моделювання поведінки плати в умовах високочастотних сигналів.

Необхідно прагнути до зниження індуктивності переходів і міжшарових з'єднань - зазвичай це зводиться до збільшення розмірів перехідних отворів або створення великої кількості паралельних сусідніх переходів.

Розміри землі верхнього шару повинні бути якомога більше, це стосується і нижнього шару. Кількість зворотних ліній струмів для цифрових ліній і ліній радіосигналів має бути однаковим, щоб знизити вплив імпульсних струмів цифрової частини схеми на аналогову родючості. Кращими є більш компактні лінії з радіосигналами і компактним розташуванням, але при збереженні достатньо електромагнітної ізоляції між ними.

Шар мідного покриття зберігається для використання в якості нульового (землі), слід уникати розривів в шарах заземлення (в ряді випадків вони можуть працювати, як щілинні антени). З'єднання до джерел живлення мінімізуються. Переважно використовувати компоненти поверхневого монтажу типу SMT 402, оскільки вони мають меншу паразитную ємність і більш високі резонансні частоти, а також незалежні лінії негативного харчування (загального проводу) для всіх компонентів пристрою (особливо для родючості і цифрових мікросхем), при цьому треба уникати утворення петель . Для підвищення частоти власного резонансу схеми (в ідеалі - вище, ніж основна частота сигналів) сигнальні лінії і відстані між компонентами повинні бути більше 0,012 дюйма (0,3 мм), а розміри перехідних отворів - більш 0,0145 дюйма (0,37 мм ) при відстані між ними понад 5,2 від їх діаметра.

Довжина лінії схеми, по можливості, повинна бути менше 1/4 довжини хвилі. Геометрія ліній не повинна містити прямих вузлів і гострих вигинів.

При самостійній розробці вузлів рекомендується слідувати типової конфігурації друкованої плати (приводиться в спеціалізованих посібниках або в документації на мікросхеми), особливо в родючості - антена, розв'язують конденсатори, друкована антена, обв'язування частотних генераторів.

засоби розробки

Засоби розробки, пропоновані TI, включають набір апаратних і програмних засобів - налагоджувальні модулі, налагодження плати, кошти розробки.

Налагодження модулі - невеликі плати, що містять тільки бездротову мікросхему, необхідну обв'язку і роз'єми для підключення живлення, периферійних вузлів, антени.

Налагодження плати мають роз'єми для підключення налагоджувальних модулів і є платформою для тестування роботи бездротових елементів і налагодження програмного забезпечення.

Засоби розробки дозволяють підключати налагоджувальні плати до персонального комп'ютера для тестування роботи як апаратної, так і програмної частин мережевих додатків.

Для тестування і налагодження мережевого додатки пропонується кілька видів наборів апаратних засобів [8] (таблиця 7).

Таблиця 7. Апаратні засоби розробки

Вузькосмуговий приймач CC1020-CC1070DK433 CC1020-CC1070DK868 CC1020EMK433 / CC1020EMK868 / CC1070EMK433 / CC1070EMK868 CC1101 Приймач <1 ГГц CC1101DK433 CC1101DK868 CC1101EMK433 / CC1101EMK868 CC1110 CC1111 МК 8051 + <1 ГГц приймач МК 8051 + <1 ГГц приймач + USB CC1110-CC1111DK CC1110DK-MINI-868 CC1110EMK433 / CC1110EMK868 / CC1111EMK868 CC2500 приймач діапазону 2,4 ГГц CC2500-CC2550DK CC2500EMK CC2510 CC2511 МК 8051 + 2,4 ГГц приймач CC2510-CC2511DK CC2510DK-MINI CC2510EMK / CC2511EMK CC2520 IEEE 802.15.4 сумісний приймач CC2520DK CC2520EMK CC2530 CC2531 МК 8051 + IEEE 802.15.4 сумісний приймач МК 8051 + IEEE 802.15.4 сумісний приймач + USB CC2530DK CC2530ZDK RemoTI-CC2530DK CC2530EMK CC2531EMK CC1190 Малошумящий СВЧ-підсилювач - CC1190EMK-915 CC2591 Малошумящий СВЧ-підсилювач - CC2591EMK, CC2430-CC2591EMK CC2520-CC2591EMK, CC2530-CC2591EMK CC2590 Малошумящий СВЧ-підсилювач - CC2590EMK , CC2430-CC2590EMK CC2560-PAN1325 Bluetooth v2.1 + EDR-приймач - PAN1315 CC2567-PAN1327 Bluetooth v2.1 + EDR і ANT двухрежимний приймач CC2567-PAN1327ANT-BTkit - CC85xx PurePath Wireless Audio CC85xxDK CC85xxDK-MINI -

Набори розробника містять все необхідне апаратне забезпечення для початку розробки. Як правило, вони складаються з двох налагоджувальних плат, двох налагоджувальних модулів, антен і кабелів.

Міні-набори розробника містять необхідне обладнання для розробки невеликих демонстраційних додатків.

Набори налагоджувальних модулів містять два бездротових модуля і антени, можуть бути використані для розширення можливостей інших налагоджувальних комплектів.

USB-пристрої - невеликі налагоджувальні плати, мають можливість підключення до USB-портів ПК, що містять чіп або друковану антену. Найчастіше будуються на базі систем-на-кристалі.

Набори ZigBee - ZigBee Development Kit (ZDK) - мають всі можливості налагоджувальних наборів, але містять додаткові бездротові вузли для забезпечення тестування пористих мереж ZigBee. В даних наборах вузли мають встановлене тестове додаток.

Програмні засоби розробки

Крім стеків протоколів TI надає ряд програмних інструментів розробника, призначених для конфігурації пристроїв, аналізу їх працездатності, а також набори програмних бібліотек для вбудованих мікроконтролерів [11-14].

SmartRFTM Studio - додаток для ПК, що дозволяє користувачеві виставити необхідні налаштування для вибраного пристрою: частота передачі даних, канал, швидкість передачі, вихідна потужність і ряд інших. При підключенні налагоджувальних модулів можлива віддалена установка параметрів. Крім цього програма надає прості інструменти тестування бездротового каналу - перевірку можливості прийому-передачі даних, пакетів, вимірювання якості каналу зв'язку (кількість помилок зв'язку).

SmartRFTM Packet Sniffer - аналізатор пакетів для стандартних і фірмових мережевих протоколів: SimpliciTI, TIMAC, ZigBee, RemoTI. Працює спільно з будь-якими бездротовими модулями і налагоджувальними платами TI, дозволяє прослуховувати мережу на обраній частоті і частотному каналі. Має графічний інтерфейс для полегшення розбору і аналізу пакетів.

SmartRF Flash Programmer використовується для оновлення прошивки налагоджувальних модулів, програмування Flash-пам'яті систем-на-кристалі.

Приклади бібліотек - містять основні функції, необхідні для здійснення мережевої взаємодії між вузлами мережі.

USB Libraries - бібліотеки, реалізують USB-інтерфейс для систем-на-кристалі і модулів (CC2511, CC1111, CC2531).

MSP430 Code Library - бібліотеки програм і функцій для МК MSP430 для систем-на-кристалі серій CC1100 Рос / 2500.

PurePathTM Wireless Configurator - додаток для ПК з графічним інтерфейсом для налаштування параметрів CC85xx.

Висновок

Texas Instruments пропонує широкий спектр бездротових продуктів для самих різних областей застосування:

• Охоронно-пожежні системи;
• Дистанційне керування;
• Бездротові аудіо системи;
• Побутові медичні прилади;
• Периферійні пристрої (HID);
• Системи домашньої автоматики, управління освітленням;
• Системи збору даних та ін.

Одна з ключових особливостей політики компанії - всебічна підтримка розробника: документація, вільні кошти настройки і тестування, форуми розробників.

література

1. Tor-Inge Kvaksrud. Range Measurements in an Open Field Environment. http://focus.ti.com/lit/an/swra169a/swra169a.pdf

2. TI Low Power RF. Designer's Guide to LPRF http://focus.ti.com/lit/sg/slya020a/slya020a.pdf

3. Z-Stack - ZigBee Protocol Stack - Z-STACK - TI Software Folder http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/z-stack.html?DCMP=HPA_RFIC_General&HQS=Other+OT+z-stack

4. IEEE802_15_4 Medium Access control (MAC) software stack - TIMAC - TI Software Folder http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/timac.html?DCMP=HPA_RFIC_General&HQS=Other+OT+timac

5. SimpliciTITM - RF software protocol http://www.ti.com/corp/docs/landing/simpliciTI/index.htm?DCMP=hpa_rf_general&HQS=NotApplicable+OT+simpliciti

6. ZigBee RF4CE - Change Infrared to RF with RemoTITM from Texas Instruments http://www.ti.com/corp/docs/landing/RF4CE/index.htm?DCMP=hpa_rfif_rf4ce&HQS=Other+OT+rf4ce

7. Siri Johnsrud. Porting SimpliciTI to the SmartRF CCxx10 Target Board. DN118 - http://focus.ti.com/lit/an/swra311/swra311.pdf

8. Wireless Connectivity Guide. http://focus.ti.com/lit/sg/slab056/slab056.pdf

9. Richard Wallace. Antenna Selection Guide. http://focus.ti.com/lit/an/swra161b/swra161b.pdf

10. Low Power Wireless RF Solutions, ZigBee, RFID, RF-IF - TI_com. www.ti.com/lpw

11. SmartRF Studio - SMARTRFTM-STUDIO - TI Tool Folder. www.ti.com/smartrfstudio

12. SmartRF Protocol Packet Sniffer - PACKET-SNIFFER - TI Tool Folder. www.ti.com/packetsniffer

13. Software for CC1100-CC2500 and MSP430 - Examples and Function Library. www.ti.com/ccmsplib

14. PurePath Wireless Configurator - PUREPATH-WL-CFG - TI Tool Folder. www.ti.com/ppwc .

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected]

Про компанію Texas Instruments

У середіні 2001 р компании Texas Instruments и КОМПЕЛ постелили офіційну ДИСТРИБ'ЮТОРСЬКА догоду, Пожалуйста стало результатом трівалої и успішної роботи КОМПЕЛ в якості офіційного дистриб'ютор фірми Burr-Brown. (Як відомо, Burr-Brown увійшла до складу TI так само, як и компании Unitrode, Power Trend и Klixon). З цього часу компанія КОМПЕЛ получила доступ до постачання всієї номенклатури Вироблення компанією TI компонентів, технологій та НАЛАГОДЖУВАЛЬНА ЗАСОБІВ, а також ... читати далі