Беспроводные однокристальные микроконтроллеры
Статистика беспроводных контроллеров для диапазона 2.4 ГГц
Сводные характеристики процессорных ядер систем-на-кристалле диапазона 2.4 ГГц представлены в Табл. 5.3, основные характеристики радиочастотного тракта и энергопотребления в Табл. 5.4.
увеличить изображение
Рис. 5.25. Временная диаграмма выхода на рынок беспроводных систем-на-кристалле диапазона 2.4ГГц
Аналогично Рис. 5.10, диаграмма на Рис. 5.25 дает приблизительную оценку доступности (возможности заказа) беспроводных контроллеров диапазона 2.4 ГГц в России (отображено количество фирм-поставщиков, предлагающих указанные контроллеры со склада или на заказ по данным сервиса efind.ru).
увеличить изображение
Рис. 5.26. Оценка доступности (возможности заказа) беспроводных контроллеров диапазона 2.4 ГГц в России
| Наименование | Тип процессорного ядра | Максимальные рабочие частоты контроллера, МГц | Объем встроенной памяти, байт ОЗУ/флеш | Напряжение питания, В/ток потребления ядра, мА | Тип корпуса |
|---|---|---|---|---|---|
| ATmega128RFA1 | AVR, 8 бит | 16 | 16K/128K | 1.8 - 3.6/4.1 | QFN64 |
| ATmegaRFR2 | AVR, 8 бит | 16 | 8K-32K/64K-256K | 1.8 - 3.6/4.1 | QFN64 |
| MC1321x | HCS08, 8 бит | 8-40 | 1K-4K/16K-60K | 2 - 3.4/6.5 | LGA71 |
| MC1322x | ARM7, 32 бита | 26 | 96К/128K+80K | 2 - 3.6/3.3 | LGA99 |
| MKW2x | ARM Cortex- M4, 32 бита | 50 | 32K|64K / 256K|512K | 1.8 - 3.6/17(TBD) | LGA56 |
| nRF51822 | ARM Cortex- M0, 32 бита | 16 | 16K/256K | 1.8 - 3.6/ | QFN48 |
| nRF51422 | ARM Cortex- M0, 32 бита | 16 | 16K/256K | 1.8 - 3.6/ | QFN48 |
| nRF24LU1+ | 8051, 8 бит | 16 | 2K/16K|32K | 3.2|5/6.3 | QFN32 |
| JN516x | RISC, 32 бита | 32 | 8K-32K/64K-256K | 2 - 3.6/15 | SOT618-1, HVQFN40 |
| EM35x | ARM Cortex-M3, 32 бита | 24 | 12K/128K|192K | 2.1 - 3.6/6.5 | QFN48 |
| STM32W108 | ARM Cortex-M3, 32 бита | 24 | 8K-16K/128K-256K | 2.1 - 3.6/6.5 | VFQFPN48, UFQFPN48, VFQFPN40 |
| CC2510/CC2511 | 8051, 8 бит | 26 | 1K-4K/8K-16K | 2 - 3.6/4.8 | QFN36 |
| CC2530/CC2531 | 8051, 8 бит | 32 | 8K/32K-256K | 2 - 3.6/6.5 | QFN40 |
| CC2533 | 8051, 8 бит | 32 | 4K|6K/64K|96K | 2 - 3.6/6.6 | QFN40 |
| СС2538 | ARM Cortex-M3, 32 бита | 32 | 32K/128K-512K | 2 - 3.6/13 | QFN56 |
| CC2540 | 8051, 8 бит | 32 | 8K/128K|256K | 2 - 3.6/0.235 | QFN40 |
| CC2570/CC2571 | 2 - 3.6 | QFN40 |
| Наименование | Чувствительность приемника, дБм | Выходная мощность передатчика, дБм | Максимальные скорости передачи данных, Кбит/с | Потребляемый ток в режиме передачи, мА | Потребляемый ток в режиме приема, мА (в режиме пониженного потребления, мкА) |
|---|---|---|---|---|---|
| ATmega128RFA1 | -100 | -17…+3.5 | 250/500/1000/2000 | 14,5 | 12,5 (0.31 - 1.1) |
| ATmegaRFR2 | -100 | -17…+3.5 | 250/500/1000/2000 | 14,5 | 6 (0.31 - 1.1) |
| MC1321x | -92 | 10 | 250 | 30 | 37 (0.2 - 500) |
| MC1322x | -96 | -30…+4 | 250 | 26 | 19 |
| MKW2x | -102 | -30…+10 | 250 | 15 | 15(0.03 - 700) |
| nRF51822 | -85..-96 | -20…+4 | 250/1000/2000 | 8-16 | 9.5 - 13 |
| nRF51422 | -85..-96 | -20…+4 | 250/1000/2000 | 8-16 | 9.5 - 13 |
| nRF24LU1+ | -82…-94 | -20…+4 | 250/1000/2000 | 11,1 | 13-13,5 |
| JN516x | -95 | -35…+2.5 | 250 | 15 | 17 |
| EM35x | -102 | -32…+2 | 250 | 31 | 25 |
| STM32W108 | -99 | -55…+8 | 250 | 26 | 22 |
| CC2510/CC2511 | -103 | -30…+1 | 500 | 16 - 23 | 17,1 |
| CC2530/ CC2531 | -97 | -27.5..+4.5 | 250 | 29 | 24 |
| CC2533 | -97 | -23..+4.5 | 250 | 32,3 | 25,1 |
| СС2538 | -97 | -24…+7 | 250 | 24 | 23 |
| CC2540 | -93 | 1000 | 27-31,6 | 19,6 | |
| CC2570/CC2571 | -86 | -21…+4 | 1000 | 34,3 | 23,7 |
Заключение
Сейчас производителями предлагаются не просто приемопередатчики, физически поддерживающие требуемые частотные диапазоны, форматы данных, скорости передачи, но и предоставляются готовые стеки протоколов, позволяющие организовывать сети различной топологии, осуществлять маршрутизацию, передачу данных и многое другое. Наличие готового стека протоколов позволяет сосредоточить внимание разработчика сети именно на прикладных сетевых приложениях - примерно так, как это происходит с web-сервисами, клиент-серверными приложениями для персональных компьютеров - основную работу делает стек сетевых протоколов. Но разработка сетевого приложения для ZigBee сетей имеет свои особенности - так же, как отличается программирование персонального компьютера и микроконтроллера, это касается и работы сетевых протоколов стандарта ZigBee, и ограниченности ресурсов узлов сети, и деталей реализации каждого конкретного фирменного ZigBee стека.
6LoWPAN решает несколько наболевших проблем, связанных с беспроводными сенсорными сетями - стандартизация работы сети и доступа к данным сети. В отличие от стандартов ZigBee, 6LoWPAN расширяет стандартизацию практически до уровня прикладных задач, параллельно решаю проблемы с интеграцией сети небольших беспроводных узлов в IP сети.
Технология Bluetooth Low Energy представляется весьма перспективной технологией для сенсорных приложений, особенно связанных с тесным взаимодействием с пользователем. BLE имеет большой потенциал для широкого распространения, связанный в том числе с успехом классического Bluetooth.
Однокристальные решения для диапазона <1ГГц, в среднем, обладают меньшим объемом памяти по сравнению с беспроводными микроконтроллерами для диапазона 2.4 ГГц. В последнее время предлагаются беспроводные микроконтроллеры с одинаковыми процессорными ядрами, но с трансиверами для различных диапазонов, что позволяет разработчикам легко мигрировать с одного частотного диапазона в другой (имеется ввиду переход от субгигагерцовых частот на диапазон 2.4 ГГц или обратно).
Рынок беспроводных систем-на-кристалле диапазона 2.4 ГГц является достаточно разнообразным и охватывает практически все возможные аспекты применения сетей устройств малой мощности. Условия сильной конкуренции заставляют разработчиков искать новые ниши применения беспроводных контроллеров, развивать наборы периферийных устройств, выпускать специализированные версии контроллеров, ориентированные на решения определенных классов задач.