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无线手持终端开发手记(工作日下午5点,与开发过程同步更新)

高工
2014-05-24 10:57:04    评分

EEPW混迹三年有余,在研发的岗位上也勉强呆了近两年,称不上有资历,但多少也积累了一点小知识和小窍门,能够看到这个帖子,说明你和我一样,对电子行业充满激情,并因此而快乐着,我希望能把我的快了延续下去,同时也分享给大家。在这里,你将会看到,一件产品是如何从一个想法,走下生产线。其中包括不涉密的文档、制造文件和生产工艺文件。给准备走向工作岗位的同学提前体验一下产品开发的全过程,同时也请各位大神不吝赐教,指出我过程中的各种不足,帮助我快乐成长。

注:文档统一用《XXXXX》表示

请称呼我为“华丽的分割线”

上周末老板向我描述了一个想法:

于是产生第一个文档:《手持终端需求分析.pdf》;

2014年5月24日 10:57:04更新

下一阶段的工作,是根据需求,进行概要设计,主要工作内容就是把产品需求模型化成各个功能模块,然后针对各模块的需要,选择合适的元器件。

接下来会产生第二个文档:《手持终端概要设计》;

(2014年5月26日 17:21:37更新)

更新下工作进度:上一个项目的PCB板回来了,调试一下,准备小批量测试,预计用时一周,在这期间无线手持终端项目暂停。

(2014年5月28日 16:57:45更新)

提出三种备选方案,经过讨论对比,选中CC430F5137

手持终端MCU备选方案


院士
2014-05-25 11:08:52    评分
2楼
我看好这个帖子

工程师
2014-05-25 11:33:30    评分
3楼
下午坐等

专家
2014-05-25 17:19:02    评分
4楼
支持楼主,期待。。。。。。

专家
2014-05-25 17:23:29    评分
5楼
坤坤  等你~!

院士
2014-05-25 17:32:43    评分
6楼
等待老板继续谈话,也许又有新任务,

高工
2014-05-25 17:54:20    评分
7楼
先占个楼,坐等更新~

工程师
2014-05-25 20:36:17    评分
8楼
座等直播

高工
2014-06-06 10:43:06    评分
9楼

手持终端MCU备选方案

一、        CC2530方案:CC2530F256

a)         芯片简介CC2530 是用于2.4GHz IEEE 802.15.4ZigBee RF4CE 应用的一个片上系统解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能,业界标准的增强型8051 CPU,系统内可编程闪存,8K RAM 和许多其它强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本:CC2530F32/64/128/256,分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

b)         特性

微控制器

优良的性能和具有代码预取功能的低功耗8051 微控制器内核

32-64128KB 的系统内可编程闪存

8KB RAM,具备在各种供电方式下的数据保持能力

支持硬件调试

外设

强大的5 通道DMA

IEEE 802.5.4 MAC 定时器,通用定时器(一个16 位定时器,一个8 位定时器)

IR 发生电路

具有捕获功能的32-kHz 睡眠定时器

硬件支持CSMA/CA

支持精确的数字化RSSI/LQI

电池监视器和温度传感器

具有8 路输入和可配置分辨率的12 ADC

AES 安全协处理器

2 个支持多种串行通信协议的强大USART

21 个通用I/O 引脚19×4 mA2×20 mA

看门狗定时器

         低功耗

主动模式RXCPU 空闲):24 mA

主动模式TX 1dBmCPU 空闲):29mA

供电模式14 μs 唤醒):0.2 mA

供电模式2(睡眠定时器运行):1 μA

供电模式3外部中断):0.4 μA

宽电源电压范围(2 V–3.6 V

 

c)         优势:市场供应量较大,实际价格最低;有使用经验,参考设计丰富,开发周期较短;高达256Kflash

d)         劣势:21IO

e)         频率:2.4G

f)          开发环境:IAR

g)         外设开销:

                                       i.              液晶:     IOX5,背光控制IOX1

                                     ii.              开关机:外部中断IOx1

                                    iii.              键盘:     5X5扫描,IOX9

                                    iv.              外置ROM:内置256K,如非必须,可不必外扩。

                                     v.              通信:     串口,IOX2

                                    vi.              5V输出:        IOX1

                                  vii.              时钟:              IOX2PCF8563T

                                 viii.              总计:IOX22USARTX1

结论:IO数量不够,无法使用。

二、        CC430方案:CC430F5137

a)         芯片简介CC430F614x 系列配置相当于CC1101水平的低于1GHz RF 收发器与MSP430 CPUXV2,高达32kB 系统内可编程闪存存储器、高达4kB RAM、两个16 位定时器、一个带有8 个外部输入和内部温度以及电池传感器的高性能10 位模数(A/D) 转换器、比较器、通用串行通信接口(USCI)128 AES 安全加速器、硬件乘法器、DMA带有警报功能的实时时钟模块LCD 驱动器、和多达44I/O 引脚。

CC430F514x CC430F512x 系列,在CC430F514x 上有一个带有6 个外部输入和内部温度以及电池传感器的高性能10 A/D 转换器30 I/O 引脚,不带LCD驱动器。

b)   特性

MSP430™ 系统和外设

16     位精简指令集 (RISC) 架构、扩展内存、高达 20MHz 的系统时钟

在少于 6μs 的时间内从待机模式中唤醒 +12dBm

带有电源电压监视 (SVS) 和临时限电的灵活电源管理系统

配有的锁频环 (FLL) 的统一系统时钟

配有5 个捕捉/比较寄存器的16 位定时器TA0Timer_A

配有3 个捕获/比较寄存器的16 位定时器TA1Timer_A

硬件实时时钟

2个通用串行通信接口

USCI_A0 支持通用异步收发器(UART),红外数据通讯接口(IrDA),串行外设接口 (SPI)

USCI_B0 支持I2C™SPI

具有内部基准、采样保持、和自动扫描特性(只适用于CC430F614x CC430F514x)的10位模数 (A/D) 转换器

比较器

具有针对高达96 段显示对比度控制的集成LCD 驱动器(只适用于CC430F614x

128  位高级加密标准(AES) 安全加密和解密协处理器

32     位硬件乘法器

3通道内部直接内存访问(DMA)

串行板上编程,无需外部编程电压

内嵌式仿真模块(EEM)

                     射频(RF

频带范围:300MHz 348MHz389MHz 464MHz,和779MHz 928MHz

0.6 千波特率(kbaud) 500 kbaud 间的可编程数据传输速率

高灵敏度

出色的接收器可选择性和阻断性能

对于所有支持的频率,可编程输出功率高达+12dBm

支持 2-FSK2-GFSK,和 MSK 以及 OOK 和灵活 ASK 整形

针对面向数据包系统的灵活支持:用于同步字检测、地址检查、灵活数据包长度、和自动循环冗余校验码处理的片载支持

支持传输前的自动空闲信道评估(CCA)(针对对话前监听系统)

为了向后兼容现有的无线电通信协议,支持异步和同步串行接收/发射模式

            低功耗

              CPU 激活模式(AM)160μA/MHz 20M 3.2mA

待机模式(LPM3 实时时钟(RTC) 模式):2.0μA

关闭模式(LPM4 RAM 保持):1.0μA

RTC 模式(LPM3.5)1.0μA

关断模式(LPM4.5)0.3μA

RX 中的射频:15mA250kbps915MHz

c)         优势30/44IO,参考价格最低:15元,20元,有内部时钟

d)         劣势flash小:32KRAM4K,没有开发经验,参考设计少,开发周期长

e)         频率300MHz 348MHz389MHz 464MHz,和779MHz 928MHz

f)          开发环境IAR

g)         外设开销

                                       i.              液晶:     IOX5,液晶字库IOX4,背光控制IOX1

                                     ii.              开关机:外部中断IOx1

                                    iii.              键盘:     5X5扫描,IOX10

                                    iv.              外置ROMI2Cx1IOX3

                                     v.              通信:     串口,IOX2

                                    vi.              5V输出:        IOX1

                                  vii.              总计:IOX27I2C X 1UART X 1

结论:CC430F5137各种资源满足需求,物料采购方便。

三、        CC2538方案:CC2538

a)         芯片简介CC2538xFnn 是一款针对高性能 Zigbee 应用的理想片上系统 (SoC) 它包含一个强大的基于 ARM Cortex M3 的微控制器 (MCU) 系统,此系统具有高达 32K 片载 RAM 512K 片载闪存 这使得它能够处理具有安全性,包含要求严格的应用以及无线下载的复杂网络堆栈。 32 个通用输入和输出 (GPIO) 以及串行外设接口可实现到电路板其它部分的简单连接。 强大的安全加速器可在 CPU 处理应用任务的同时实现快速且高效的认证和加密。 具有保持功能的低功耗模式可实现从睡眠状态中的快速唤醒并且大大降低了执行周期任务时的能耗。 为了减少应用闪存封装尺寸,CC2538xFnn ROM 包含一个实用功能库和一个串行引导加载器。

b)         特性

微控制器

强大 ARM Cortex M3,具有代码预提取功能

高达 32MHz 时钟速度

512kB256kB 128kB 系统内可编程闪存

支持片上无线升级 (OTA)

支持双 Zigbee 应用配置

高达 32kB RAM(其中 16kB 在所有功率模式下保持)

cJTAG JTAG 调试

射频 (RF)

2.4GHz IEEE 802.15.4 兼容 RF 收发器

44dB ACR 干扰情况下可靠耐用

安全硬件加速

面向未来的 AES-128/256,安全散列算法 (SHA)2 硬件加密引擎

低功率

有源模式 RXCPU 闲置):20mA

0dBm 时的有源模式 TXCPU 闲置):24mA

功率模式 14μs 唤醒时间,32kB RAM 保持,完全寄存器保持):0.6mA

功率模式 2(睡眠定时器运行,16kB RAM 保持,配置寄存器保持):1.3μA

功率模式 3(外部中断,16kB RAM 保持,配置寄存器保持):0.4μA

宽泛的电源电压范围 (2V - 3.6V)

外设

µDMA

4 个通用定时器(每个定时器为 32 位或 16 位)

32 32kHz 睡眠定时器

具有 8 通道和可配置分辨率的 12 位模数转换器 (ADC)

电池监视器和温度传感器

USB 2.0 全速器件 (12Mbps)

2 个串行外设接口 (SPI)

2 个异步收发器 (UART)

I2C

32 个通用 I/O 引脚

针对温度高达 125°C 的工业运行的稳定耐用器件

c)         无线频率:2.4G

d)         优势:主频32M512k flash32IO,支持双zigbee协议 ,可片上无线升级

e)         劣势:无内部时钟,参考资料少,开发周期长,成本与CC430相当$3

f)          开发环境:IAR

g)         外设开销

                                                     i.              液晶:     IOX5,液晶字库IOX4,背光控制IOX1

                                                   ii.              开关机:外部中断IOx1

                                                  iii.              键盘:     5X5扫描,IOX10

                                                  iv.              通信:     串口,IOX2

                                                   v.              5V输出:        IOX1

                                                  vi.              时钟:              I2CX1,IOX2PCF8563T

                                                vii.              总计:IOX26USARTX1I2CX1

 

结论:现场不具备安放网络协调器的条件,在不使用zigbee的条件下,本方案并无价格优势,采购难度较之CC430高。

 


高工
2019-06-28 12:31:41    评分
10楼

感谢分享!学习!


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