片上系统简化物联网设备开发流程

片上系统简化物联网设备开发流程

物联网设备考虑到电池供电与应用需求,通常采用低功耗、低速率无线网络进行连线,常用的技术包括Zigbee®、Thread®等无线标准。本文将为您介绍安森美半导体(ON Semiconductor)所推出的NCS36510低功耗片上系统(System on Chip, SoC)器件,将可简化物联网设备的开发流程。

低功耗、低速率连线  物联网设备首选技术

无线网络與標準的规格种类相当多样,最常见便是Wi-Fi技术,其属于高速率的传输标准,以无线局域网络(WLAN)让便携设备实现无线化的连接,Wi-Fi虽然可提供更多带宽,但也需要更多功率,较难以采用电池来运作。至于在智能家庭、智能建筑、无线传感网络等领域,则大多不采用Wi-Fi技术,而是较常采用短距离、低功耗、低速率、低成本的IEEE 802.15.4标准,专注于设备之间的低成本、低速、无处不在的通信,IEEE802.15.4相当适合不须传送大量数据的电池供电、低功耗物联网设备,来打入家庭控制与自动化市场。

针对物联网应用所推出的IEEE 802.15.4技术标准,定义了低速率无线个域网(Low-Rate, Wireless Personal Area Network, LR-WPAN)协议,规范了LR-WPAN的物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC),并由IEEE 802.15工作组进行维护。IEEE 802.15.4是Zigbee的基础,诸如ISA100.11a、WirelessHART、MiWi、6LoWPAN、Thread和SNAP规范,这些规范都是通过开发IEEE 802.15.4中未定义的上层协议进一步扩展了标准。

安森美半导体看到了市场的需求,推出了适用于2.4 GHz IEEE 802.15.4应用的低功耗片上系统:NCS36510,支持包括Zigbee®、Thread®和专有协议。NCS36510是低功耗,完全集成的片上系统,集成了兼容2.4 GHz IEEE 802.15.4收发器,内置ARM® Cortex®-M3微处理器,和RAM和FLASH存储器,并具有真正的随机数发生器、AES 128/256加密引擎,以及可支持各种设计的多个外设,以便快速地开发出具有最少外部组件的完整且安全的无线网络。

NCS36510提供了先进的电源管理技术,该技术允许在低至1V的电源电压下运行,同时将电流消耗降至最低,具有多种睡眠模式(包括昏迷模式下的0.65 µA睡眠电流与0.18 µA泄漏电流),接收功率消耗6.6 mW,具有业界领先的-99 dBm的接收器灵敏度,发射功率仅消耗6.9 mW,并可编程输出功率至8 dBm,NCS36510专为要求最大电池寿命,同时又想将成本降至最低的应用而设计。

NCS36510集成了业界领先的32位ARM Cortex-M3,可实现高性能、低功耗和低成本处理。NCS36510还包括用于程序存储的640 kB嵌入式快闪存储器,以及用于数据存储的48 kB RAM。快闪存储器分为两个320kB的存储区,无需使用外部存储器即可轻松进行无线更新(FOTA)固件。NCS36510可使用硬件加速的MAC来最小化处理器负载,同时最大化运行应用程序软件的可用处理器能力。

NCS36510支持的外设包括DMA、UART(2个)、SPI(2个)、I2C(2个)、PWM、RTC,以及三个可编程定时器、WDT、18个通道的GPIO,具有四个外部输入以及集成温度和电压传感器的10位ADC。安森美半导体还提供支持软件,包括802.15.4 MAC层演示应用程序,具有示例应用程序的Zigbee 3.0认证平台协议栈以及Thread演示。

NCS36510的典型应用包括物联网、互联家庭的安全、自动化和照明应用,建筑和工业自动化、智能电网应用,以及IEEE 802.15.4应用(ZigBee® / 6LoWPAN / WirelessHART® / Thread / ISA100协议)与消费类电子产品。常见的终端产品包括能量收集和/或电池供电的传感器节点、智能电表、温控器、电子安全设备和控件(门锁等)、烟雾/一氧化碳探测器和警报器、智能照明设备和控件、暖通空调系统和控制、灌溉传感器与控件、工业控制与监控设备、家电类等。

安森美半导体也推出集成NCS36510的NCAT00LKT002G4 RF模块,这种经过完全认证的RF PCB模块适用于ZigBee®和IEEE®802.15.4专有应用,能够在IEEE 802.15.4 PHY / MAC或其他兼容协议(例如ZigBee)上运行专有应用程序,该模块已通过全面认证,可以在美国、加拿大,欧洲和日本使用。

该模块与ZigBee 3.0协议栈结合使用时,已通过ZigBee Alliance兼容平台的预认证。安森美半导体并提供802.15.4 MAC层演示应用程序和软件开发套件(SDK)可供下载,还提供了具有完整硬件驱动程序的ZigBee 3.0 SDK,并提供了板级支持包,其中包含多个应用程序演示和协议栈开发文档。这两个SDK都是IAR Workbench项目,要求7.80.02或更高版本。

物联网应用是当前最热门的科技应用,市场潜力相当惊人,想要加速进入物联网市场,采用安森美半导体的NCS36510低功耗片上系统,将可加快产品的开发速度,抢占市场先机,值得您来进一步了解相关细节。

 

特色产品

ON Semiconductor NCS36510MNTXG 802.15.4 LR-WPAN