面向嵌入系統(tǒng)的480Mb/s無線UWB鏈路
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嵌入系統(tǒng)的其他必備部件包括用于電池管理的A/D轉(zhuǎn)換器和脈寬調(diào)控器(PWM)。為將所有部件集成到SoC芯片中，并降低這種電池供電設(shè)備的功耗，選擇標(biāo)準(zhǔn)的ASIC器件顯然比較適合這類嵌入應(yīng)用。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/152070.htm
如果預(yù)計產(chǎn)量太低，不足以分擔(dān)采用標(biāo)準(zhǔn)ASIC的開發(fā)成本，而功耗和成本又不允許采用FPGA，愛特梅爾公司的CAP可定制應(yīng)用處理器顯然就是最合適的選擇(見圖7)。這款基于ARM技術(shù)的微控制器具備所有常用的外設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)Atmel ARM微控制器的軟件驅(qū)動程序，外加實現(xiàn)用戶定制功能的金屬可編程邏輯區(qū)域，可在CAP金屬可編程區(qū)域?qū)崿F(xiàn)UWB-MAC和其他定制IP核，類似于門陣列。該微控制器的其他標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)如外部總線接口(EBI)，可用于控制SDRAM，可以避免增添內(nèi)存控制器的技術(shù)風(fēng)險和成本。
圖7 使用帶有金屬可編程模塊的Atmel CAP9可定制微控制器實現(xiàn)UWB-MAC
為便于UWB應(yīng)用開發(fā)，愛特梅爾公司提供一款CAP UWB評測工具套件(見圖8)。CAP9器件的固定部分是一個標(biāo)準(zhǔn)的微控制器，該微控制器與一個用于仿真金屬可編程模塊的高密度FPGA耦合。用戶可以快速配置這款評測工具套件，仿真目前正在開發(fā)的設(shè)計，在FPGA中實現(xiàn)UWB MAC和其他專用邏輯。在擴展板卡上實現(xiàn)UWB物理層。CAP UWB評測工具套件與一臺運行業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)ARM開發(fā)工具的PC連接，以完成系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試。這樣的開發(fā)方式允許軟硬件開發(fā)并行，從而大幅縮短開發(fā)時間。當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)全面調(diào)試后，將UWB MAC和專用邏輯重新映像到CAP的金屬可編程模塊中，提供了組件數(shù)目較少的完整的UWB收發(fā)器。這種低成本、中等數(shù)量UWB解決方案非常適合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。
圖8 帶UWB陸離層和天線的CAP開發(fā)板
3 在控制器軟件中實現(xiàn)的無線USB協(xié)議
采用UWB-MAC和微控制器的USB主機/設(shè)備控制器硬件模塊，就可實現(xiàn)無線USB主機或設(shè)備。
雖然UWB-MAC和USB-MAC/PHY的第1層和第2層是由硬件實現(xiàn)的，但無線USB協(xié)議卻可以軟件形式在第3層實現(xiàn)。
圖9 無線UWB實施方案的層結(jié)構(gòu)模型
同樣，也可在采用無線通信的工業(yè)自動化設(shè)備中實現(xiàn)以太網(wǎng)到UWB的網(wǎng)橋。
結(jié)論
UWB技術(shù)可以實現(xiàn)較短的傳輸延遲和高傳輸速率，且功耗小，電磁輻射低。而且，即便移動電話和WLAN傳送器鄰近工作，UWB的無線鏈路也非常牢靠。在這些方面，它優(yōu)于WLAN鏈路。
UWB-MAC模塊繞過USB接口或無線USB驅(qū)動器，因而能夠?qū)崿F(xiàn)延遲短、鏈路速度快的完整UWB網(wǎng)絡(luò)。
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