8051装上zigbee的车轮,单片机进军无线大市场

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查看1913 | 回复0 | 2011-9-7 22:57:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
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一、单片机的无线化和无线网络化大趋势
芯片巨人TI公司收购无线单片机的先锋CHIPCON公司后,推出了全新概念的新一代ZigBee无线单片机CC2430/CC2431系列和短距离通讯的新一代无线单片机CC2510/CC1110系列,这些以经典8051微处理器为内核无线单片机,也称"射频SoC(片上系统)",以其优异的无线性能,超低功耗,超低成本,在单片机技术领域,开创了单片机无线化和无线网络化的全新时代,采用这些新型无线单片机,进行无线通讯,RFID,无线数传产品等产品设计,是开发低成本、低功耗单片机应用产品的非常理想方案。
以CC2430为代表的新一代射频SoC(片上系统)的特点是:
1)专门的设计,将全部的ZigBee/802.15.4需要的高频部分电路全部集成到了电路内部,从无线单片机到天线之间,只有3-5个0603的普通零件,系统设计者完成不必需要任何高频方面的经验;
2)采用特殊设计,使8051微处理器和高频线路间,实现完美的配合,数字电路对高频通讯的影响减低到最小(因为对于非常微小高频信号而言,8051就是一个很大的数字噪声源);
3)将高速8051微处理器,32K到128K闪存,8kSRAM多种外围电路,A/D,RTC和CC2420无线芯片等全部设计成一只非常小的芯片(48脚7X7平方毫米大小),真正实现了单片机的无线化,微型化,使采用这类单片机的产品可以做成微型遥控器,信用卡一样薄的微型卡片,RFID长距离卡片,能置入人体的微型传感器等等;
4)无线通讯中的需要的大量软件处理,包括纠错,防止空气中包装碰撞,IEEE802.15.4标准通讯协议处理,网络路由,多种网络拓扑等等,都可以象"搭积木"一样,轻易放入无线单片机内部存储器中间去,由于CC2430这样的新一代无线单片机具有较大的存储空间,以CC2430-F128为例,如果将IEEE802.15.4的协议软件放进去,大概只需要1/4存储空间,将完整ZIGBEE无线网络协议栈放入进去,也只需要1/2空间,我们还有足够空间存储我们的应用代码;
5)功耗非常低,CC2430无线单片机待机是电流消耗仅0.2UA,在32K晶体时钟下运行,电流消耗小于1UA; 使用小型电池寿命可以长达10年;
6)价格非常低:CC2430分别包括高速8051内核,ZIGBEERF硬件部分,8KSRAM,128K/64K/32K闪存,大量购买的分别是4美元到2美元;而更加简化的CC2510/CC1100,价格会更低;从目前情况看,由于高频部分的硅成本非常低,加上非常大的生产数量,所以RF MCU的总体价格,可能会低于普通常见8051单片机的价格。

从以上的这些特点我们看到了单片机无线化,无线网络化的大趋势,对于准备学习使用无线技术的广大单片机工程师和电子工程师而言,这是一个大好的消息,因为,从有线到无线的技术过渡中,将不再需要重新学习和熟悉单片机的结构/指令系统/编译开发工具;而直接快速进入无线产品开发的实践中去。

二、8051的单片机,装上802.15.4标准和ZigBee智慧
作为8051兼容的无线单片机第一代产品的代表是chipcon公司的cc1010,Nordic公司的nRF24E1/nRF9E5。推出的时间是2004年;分别工作在300-1000mhz/2.4GHZ频道;价格在30-50人民币/每片左右;这些无线单片机由于工作可靠,技术成熟,软件丰富,所以这几年获得了非常广泛的应用,对于一般的点到点,点到多点,无线数传,和各种类似无线键盘,无线摇杆,简单遥控器,无线抄表等应用和学习无线通讯知识,教学实验等,直到今天应该仍然是很好的选择。
无线通讯(我们这里主要指短距离无线通讯和嵌入式无线通讯)的发展,需要将更多的节点通过无线联系起来,包括各种传感器网络,无线实时定位网络,射频识别网络,数字家庭网络,安全监视网络等等,这就需要解决两方面的问题:无线通讯的标准化和网络拓扑管理。
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