可縮放ZigBee系統(tǒng)的靈活平臺(07-100)

　　把RF集成在微控制器芯片上的單芯片器件可提供感興趣的簡單性，但這往往會(huì)損失靈活性和性能。設(shè)計(jì)開始時(shí)，不可能總是評價(jià)在最終ZigBee系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)所有功能所需的存儲器量，也不可能總是預(yù)先做出每個(gè)外設(shè)所需的功能。

　　堆棧數(shù)據(jù)

　　圖1示出標(biāo)準(zhǔn)ZigBee棧，它包括應(yīng)用文件、網(wǎng)絡(luò)層和MAC(媒體訪問控制器)軟件。棧可以是在1個(gè)單芯片器件中，適用于大量供應(yīng)商的不同格式。然而，這存在局限性，如限制片上存儲器、靈活外設(shè)選擇，以及往往采用低性能傳統(tǒng)的微控制器芯核。應(yīng)用文件、MAC和網(wǎng)絡(luò)棧本身占用128KByte存儲器，這意味著對現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用需要1個(gè)單獨(dú)的主控制器，因而否定了單芯片的優(yōu)點(diǎn)。

　　初期的2芯片方法提供較大的設(shè)計(jì)靈活性，整個(gè)軟件棧駐留在具有1個(gè)單獨(dú)802.15.4依從RF器件的業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和可縮放MCU平臺中，完成ZigBee方案。

　　Renesas公司的Renesas ZigBee平臺(圖2)是基于M16C微控制器家庭基礎(chǔ)上的。M16C/Tiny有24KByte內(nèi)存，M32C有1MByte片上閃存。M16C的低功率待機(jī)和休眠模式是吸引ZigBee應(yīng)用的關(guān)鍵。然而某些微控制具有低功率性能指標(biāo)，但工作電流與待機(jī)或休眠模式中消耗的低電流相比，其重要性就較小，這是因?yàn)閆igBee的占空因數(shù)是非常短的。處理器性能對于使喚醒時(shí)間(使振蕩器達(dá)到穩(wěn)定和恢復(fù)的時(shí)間)最短也是非常重要的。

　　開發(fā)套件

　　Renesas ZigBee示教套件為設(shè)計(jì)ZigBee系統(tǒng)提供簡單的引導(dǎo)。用戶可以看到節(jié)點(diǎn)間的鏈路質(zhì)量并可做技術(shù)實(shí)驗(yàn)(如強(qiáng)使節(jié)點(diǎn)與鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信)。此套件除具有低功率高性能M16C微控制器外，它還包含IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)基無線電(TI Chipcon2.4GHz或ZMD900MHz器件)、電池部件、LCD、溫度和光傳感器、開關(guān)和LED。

　　在更高水平的評估套件中增加免費(fèi)軟件到示教套件，并包括做為固定固件文件(非修改二進(jìn)制碼)的ZigBee棧、通過轉(zhuǎn)移表到棧的API訪問尋址、HEW集成開發(fā)環(huán)境中的采樣項(xiàng)目、IEEE地址文件和文件。用此套件，設(shè)計(jì)人員可以在棧頂部開發(fā)16KByte應(yīng)用程序和產(chǎn)生樣機(jī)。

　　Renesas公司的ZigBee棧完全證明可做為ZigBee依從平臺并包含針對與ZigBee應(yīng)用有關(guān)的專門問題的解決方案。這包括能提供網(wǎng)絡(luò)寫入/存儲和應(yīng)用數(shù)據(jù)，這便于電源下降時(shí)恢復(fù)和1個(gè)器件離開網(wǎng)絡(luò)并不希望返回時(shí)允許地址重新使用，這樣可以保持網(wǎng)絡(luò)能力“真實(shí)”。其他能力包括為RF提供低功率API、自動(dòng)節(jié)省功率、為統(tǒng)聯(lián)處理設(shè)置閾值以及避免與壞鏈路連接。

　　這種ZigBee平臺方法的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是M16C能與來自其他公司(如 TIChipcon，F(xiàn)reescale，UBEC，ZMD)的第3方RF構(gòu)建單元或用戶自己的RF設(shè)計(jì)一起工作。

　　前景

　　ZigBee提供巨大的市場潛力，根據(jù)OnWorld預(yù)測2008年全球?qū)惭b1.04億個(gè)節(jié)點(diǎn)，到2010年將增加到4.65億個(gè)節(jié)點(diǎn)。

　　有些公司，如Renesas正在開發(fā)集成ZigBee方案和采用已有M16C基方案的2.4GHz/900MHz器件，這將為用戶提供更多的選擇。