СС2530 — новый ZigBee трансивер для широкого спектра применений

№ 10’2009
PDF версия
Новый радиочастотный трансивер малой мощности СС2530 компании Texas Instruments, поддерживающий стандарты ZigBee/IEEE 802.15.4, ZigBee RF4CE и Smart Energy, — универсальное решение для комплексной разработки системы.

Введение

По мере вхождения в нашу жизнь различных беспроводных устройств возникла проблема их совместимости, которая была решена разработкой таких стандартов, как Bluetooth и Wi-Fi. Но оба эти стандарта слишком энергоемки, сложны и быстры для большинства нужных рынку устройств. Для низкоскоростных беспроводных сетей персональной зоны покрытия (WPANs) Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) утвердил стандарт 802.15.4, который определял физический (PHY) и канальный (MAC) уровни доступа. Для управления трансиверами, соответствующими этому стандарту, альянс производителей ZigBee разработал одноименную программную надстройку — набор протоколов. Основная особенность протоколов ZigBee заключается в том, что они при сравнительно невысоком энергопотреблении поддерживают не только простые топологии беспроводной связи («точка-точка» и «звезда»), но и сложные беспроводные сети с ячеистой топологией с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений.

Трансиверы, отвечающие стандарту 802.15.4, можно использовать как самостоятельные устройства, если разработчику нужно организовать связь «точка-точка» или «звезда». Но для организации сети ZigBee необходимо добавить микроконтроллер, в который должен быть загружен набор управляющих программ, так называемый стек протоколов ZigBee, который обеспечивает возможность самоорганизации и самовосстановления сети. Сеть ZigBee называют интеллектуальной, поскольку она может сама определять настройки и оптимальный маршрут передачи данных. Кроме упрощенной 16-битной адресации, возможна расширенная 64-битная, которая позволяет включать в одну сеть 65 тысяч устройств. Это востребовано при построении единых сетей на крупных промышленных предприятиях. Важен и тот факт, что данные в ZigBee-сетях могут передаваться по цепочке устройств, что, вместе с развитыми средствами самонастройки, должно сильно упростить развертывание на больших площадях. Стандарт также предполагает 128-битное AES-шифрование данных, что позволяет успешно использовать ZigBee-сети в различных системах безопасности.

 

Большинство устройств ZigBee работает по следующему алгоритму: устройство находится в «спящем» состоянии практически все время, обеспечивая оптимальный режим энергосбережения. При поступлении новой информации либо во время очередного сеанса связи оно активизируется, быстро передает данные и снова переходит в режим пониженного энергопотребления. Типовые временные задержки при этом составляют 30 мс для подключения нового устройства к сети, 15 мс для перехода из «спящего» в активное состояние и 15 мс для доступа к каналу. Так удается продлить срок службы батарей до 10 лет и более в зависимости от типа приложения и длительности рабочего цикла, причем ток при передаче может составлять порядка 15-30 мА, а в «спящем» режиме — менее 2 мкА. В результате задержки по отклику настолько малы, что человек, войдя в комнату и щелкнув переключателем беспроводной связи ZigBee, даже не заметит, что свет появился почти мгновенно, в то время как задержки при подключении устройств к сети Bluetooth составляют до трех секунд.

В последней версии набора протоколов ZigBee Pro существующие возможности дополнены такими, как фрагментация длинных сообщений, взаимодействие с другими протоколами и системами, быстрая маневренная перестройка частоты и автоматическое управление адресным пространством. Кроме того, улучшена масштабируемость протокола и усилена его устойчивость при работе в крупных сетях.

RF4CE, еще один специализированный протокол, специально созданный для бытовых пультов дистанционного управления, был разработан в 2008 году крупными производителями телевизионной техники — Panasonic, Royal Philips Electronics, Samsung Electronics и Sony Corporation — для замены инфракрасной связи. Протокол представляет собой нетребовательное к ресурсам и недорогое решение для обеспечения полной функциональной совместимости между устройствами. RF4CE не предъявляет чрезмерных требований к микроконтроллеру, на котором работает стек протоколов, но при этом предусматривает возможность расширения функциональности в будущем. Среди других особенностей RF4CE можно отметить поддержку защищенных транзакций, механизм энергосбережения и развитый механизм быстрой перестройки частоты (для обеспечения надежной совместимости с другим оборудованием). Стандарт предусматривает также простой и интуитивно понятный алгоритм спаривания для привязки пульта дистанционного управления к бытовому электронному устройству.

Новинка от TI, микросхема СС2530, поддерживающая стандарт IEEE 802.15.4, предназначена для организации сетей стандарта ZigBee Pro, а также средств дистанционного управления на базе ZigBee RF4CE и оборудования стандарта Smart Energy. ИС СС2530 объединяет в одном кристалле РЧ-трансивер и микроконтроллер, ядро которого совместимо со стандартным ядром 8051 и отличается от него улучшенным быстродействием. ИС выпускается в четырех исполнениях — CC2530F32/64/128/256, которые различаются объемом флэш-памяти — 32/64/128/256 кбайт соответственно. В остальном все ИС идентичны: они поставляются в миниатюрном RoHS-совместимом корпусе QFN40 размерами 6×6 мм и обладают одинаковыми рабочими характеристиками.

Новая «система на кристалле» СС2530 для обеспечения выбора оптимального по стоимости сетевого протокола поддерживает следующие бесплатные программные стеки:

  • программное обеспечение Z-Stack для ZigBee-совместимых приложений (ZigBee Pro);
  • сетевой протокол RemoTI для приложений дистанционного управления ZigBee RF4CE;
  • сетевой протокол SimpliciTI для сетевых приложений собственной разработки. Особенности СС2530:
  • 49 дБ — подавление помех на соседнем канале (лучшее в своем классе);
  • отличный энергетический потенциал радиоканала (101,5 дБ);
  • расширенный температурный диапазон -40… +125 °С;
  • модуль аппаратного кодирования AES-128;
  • полная совместимость с расширителями диапазонов CC259x;
  • до 256 кбайт флэш-памяти/8 кбайт оперативной памяти;
  • 21 порт GPIO, 2 порта USART, большое количество периферийных устройств.

Основные отличия СС2530 от СС2430

СС2530 представляет собой существенно улучшенный вариант микросхемы СС2430.

С точки зрения технических параметров и функциональных возможностей микросхема СС2530 превосходит или не уступает CC2430 (таблица). Однако из-за повышенной выходной мощности (+4,5 дБм) незначительно вырос ток потребления (с 27 до 34 мА) при передаче. Кроме того, эти микросхемы имеют разные корпуса и число выводов. В процессорной части произошли незначительные изменения, связанные с большим объемом памяти, по-другому работает Watchdog-таймер в некоторых энергосберегающих режимах. Также изменена работа многих внутренних блоков микросхемы (Sleep Timer, Timer 1, GPIO, Debug Interface, DMA, USART и др.), но эти изменения направлены на улучшение характеристик и расширение возможностей встроенного процессора.

Таблица. Отличия СС2530 от СС2430

Параметр CC2430 CC2530
Функции
Микроконтроллер 8051-совместимый 8051-совместимый
Флэш-память, кбайт до 128 до 256
Оперативная память, кбайт 8 (<4 в режимах PM2/3) 8 во всех режимах
Контроль сигнала таймера нет есть
Каналов таймера 3 5
MAC, размер таймера 16-битный, 20-битное переполнение 16-битный, 24-битное переполнение
Частота ядра, МГц 32 32
Корпус, мм 7×7, 48 выводов 6×6, 40 выводов
Рабочий температурный диапазон, °С -40. +85 -40. +125
Характеристики радиотракта
Чувствительность, дБм -92 -97
Максимальная Tx энергия, дБм 0 +4,5
Чувствительность, дБ 92 101,5
Подавление соседнего канала частотой — 5 МГц 30 49
Подавление соседнего канала частотой +5 МГц 41 49
Подавление соседнего канала частотой -10 МГц 53 57
Подавление соседнего канала частотой +10 МГц 55 57
Питание
Рабочее напряжение, В 2-3,6 2-3,6
Rx ток, мА 27 24
Tx ток (0 дБм), мА 27 29
Tx ток (+4,5 дБм), мА 34
CPU активный ток (32 МГц), мА 10,5 6,5
PM1 ток, мкА 190 200
PM2 ток, мкА 0,5 1
PM3 ток, мкА 0,3 0,4
PM1 -> активный режим, мкс 4 4
PM2/3 -> активный режим, мс 0,1 0,1
Xtal, время запуска, мс 0,5 0,3

Схема включения CC2530 показана на рис. 1. Видно, что ИС CC2530 требует весьма незначительного количества внешних компонентов, что значительно упрощает разработку нового изделия.

Рис. 1. Схема включения СС2530

Применение

Система на кристалле СС2530 находит применение во множестве практических областей. Можно выделить следующие:

  • Автоматизация зданий (отопление, вентиляция, кондиционирование).
  • Домашняя автоматизация (пульты управления телевидением, портативные устройства, управление бытовыми приборами).
  • Медицина (биодатчики, диагностика пациента, тревожные кнопки).
  • Периферия ПК (клавиатура, мышь, джойстик).
  • Промышленное управление и мониторинг (удаленный контроль оборудования, промышленная автоматика).
  • ЖКХ, управление освещением (мониторинг систем, учет электроэнергии, воды, отопления).
  • Системы безопасности (датчики, контроль доступа, контроль помещений).

Поддержка проектирования

TI выпускает широкий ассортимент инструментальных средств для разработки различных IEEE 802.15.4 и ZigBee-совместимых приложений на основе СС2530, в том числе оценочные и демонстрационные наборы, программное обеспечение для них, а также исходные коды и примеры программ.

Для проектов, нуждающихся в минимизации стоимости конечного решения или сроков проектирования, Texas Instruments предлагает отдельные наборы микросхем РЧ-тран-сиверов/процессоров и микроконтроллеров. Далее приведен обзор основных аппаратных средств проектирования и отладки.

Набор для проектирования CC2530DK (рис. 2) предназначен для разработки и тестирования систем на основе CC2530. Он содержит все необходимое оборудование, программное обеспечение и инструменты для разработки 802.15.4-совместимого устройства. Комплект CC2530DK содержит:

  • два оценочных модуля CC2530EM;
  • две антенны 2,4 ГГц;
  • две оценочных платы SmartRF05EB (ЖКИ, кнопки, светодиоды, порты USB и RS232);
  • один ключ CC2531USB;
  • USB-кабели и документацию;
  • Sensor Network Analyzer компании Daintree для анализа трафика в сети, состоящей из множества ZigBee-узлов.

Рис. 2. Комплект разработчика CC2530DK

Набор для проектирования CC2530ZDK имеет возможности тестирования, демонстрации возможностей, макетирования и разработки кода программы ZigBee и ZigBee Pro устройств различной степени сложности. Комплект CC2530ZDK включает в себя:

  • исходные коды ZigBee-стека Z-Stack (TI);
  • две оценочных платы SmartRF05EB;
  • пять плат с батарейным питанием SmartRF05;
  • семь оценочных модулей CC2530EM;
  • Си-компилятор EW8051 и отладчик C-SPY компании IAR (30-дневные оценочные версии);
  • один USB-ключ;
  • антенны и элементы питания;
  • Sensor Network Analyzer компании Daintree для анализа трафика в сети, состоящей из множества ZigBee-узлов.

Оценочный набор CC2530EMK (рис. 3) предназначен для оценки возможности по загрузке кода программы через РЧ-канал, что существенно упрощает обновление прошивки ZigBee-устройств при их эксплуатации. Модули можно использовать как отдельно (требуется внешнее питание), так и вместе с наборами SmartRF05EB для управления компьютером.

Рис. 3. Комплект разработчика CC2530EMK

Наборы CC2530EMK включают:

  • два оценочных модуля CC2530EM;
  • две антенны 2,4 ГГц;
  • документацию.

Оценочный комплект RemoTI-CC2530DK (рис. 4) предназначен для оценки работы RF4CE-совместимого устройства.

Рис. 4. Комплект разработчика RemoTI-CC2530DK

Комплект RemoTI-CC2530DK включает:

  • дистанционное управление на основе CC2530;
  • плату ресивера с модулем CC2530EM;
  • СС-компилятор, кабели, плату адаптера;
  • руководство по быстрому старту.

Заключение

Новый трансивер CC2530 компании TI является идеальным выбором для конструирования законченного устройства. Удобные средства разработки и готовый образец дизайна облегчают работу инженера и сокращают время вывода конечного продукта на рынок.

Новинка от TI, микросхема СС2530, поддерживающая стандарт IEEE 802.15.4, предназначена для организации сетей стандарта ZigBee Pro, а также средств дистанционного управления на базе ZigBee RF4CE и оборудования стандарта Smart Energy. ИС СС2530 объединяет в одном кристалле РЧ-трансивер и микроконтроллер, ядро которого совместимо со стандартным ядром 8051 и отличается от него улучшенным быстродействием.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *