IEEE 802.15.4 芯片的協(xié)議選擇

今天我想和大家討論一下基于 IEEE 802.15.4 網(wǎng)絡(luò)解決方案時(shí)系統(tǒng)構(gòu)架的選項(xiàng)問(wèn)題。

凡事總有先后。如果由于電力企業(yè)強(qiáng)制規(guī)定或者同一條或多條 LCD 電視產(chǎn)品線 RF4CE 通用性問(wèn)題，您的項(xiàng)目要求符合 ZigBee®-Smart Energy 標(biāo)準(zhǔn)等，則您不應(yīng)考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因?yàn)榉夏撤N具體標(biāo)準(zhǔn)的需求已經(jīng)或多或少地存在了。這種情況下，您的時(shí)間和努力應(yīng)該集中到廠商和硬件的選擇上，認(rèn)真考慮您將獲得的軟件的成熟性、所有芯片供應(yīng)商隱性成本，以及進(jìn)行開發(fā)時(shí)您希望獲得什么樣的工具和系統(tǒng)級(jí)支持。但是，如果您不受合作伙伴關(guān)系、兼容性要求或者做設(shè)計(jì)決策的非技術(shù)類微管理領(lǐng)導(dǎo)的拖累，則肯定有許多基于系統(tǒng)屬性、要求或預(yù)期功能以及性能要求的選項(xiàng)可供選擇。

如果您的系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)設(shè)備，那么懇請(qǐng)您一定不要把事情搞復(fù)雜了。在努力幫助構(gòu)建一個(gè)消費(fèi)類 ZigBee 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)順序時(shí)，才發(fā)現(xiàn)實(shí)際上系統(tǒng)中只有兩個(gè)設(shè)備，通信距離至多十英尺，并且以初始默認(rèn)配置協(xié)同工作。沒(méi)有什么事情比這更令人沮喪了。不管是僅點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)多還是多跳轉(zhuǎn)都必須支持通信。大多數(shù)芯片廠商都提供一系列的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選項(xiàng)，范圍從只配置無(wú)線電設(shè)備并具有基本通信接口的基本專有軟件，到更復(fù)雜的ad-hoc（可能為多跳轉(zhuǎn)專有或標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如：ZigBee 或 6LoWPAN 等）。我建議，即使在這種簡(jiǎn)單的情況下，您也要根據(jù)最簡(jiǎn)單的情況來(lái)考慮您的要求。其中，設(shè)備預(yù)編程為一種固定網(wǎng)絡(luò)，具有固定的尋址和預(yù)配置配對(duì)。對(duì)更加活躍的情況而言，其設(shè)備都預(yù)先相互不了解?；蛘?，如果您的設(shè)備必須動(dòng)態(tài)地建立一個(gè)唯一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符，則必須配對(duì)（通常與一些安全限制）。無(wú)論專有（例如：TI 的 SimpliciTI 協(xié)議等）還是標(biāo)準(zhǔn)（例如：ZigBee或RF4CE等），所謂的“初始默認(rèn)配置”協(xié)議都有一些既有方法來(lái)完成這些任務(wù)。您必須認(rèn)真考慮協(xié)議是否符合您的系統(tǒng)要求。

除讓您的系統(tǒng)/產(chǎn)品要求與適合的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議匹配以外，在身陷其中以前請(qǐng)先了解您擁有的資源和設(shè)計(jì)能力。對(duì)于一些產(chǎn)品專家而言，他們沒(méi)有從頭開始建立一種解決方案的 RF 布局和軟件網(wǎng)絡(luò)經(jīng)驗(yàn)，因此我建議找一家模塊供應(yīng)商。這些模塊可以提供混入 (drop-in) FCC，或者合格的預(yù)編程解決方案。其通過(guò) UART、SPI 或者其他器件，允許您設(shè)置具體參數(shù)（例如：網(wǎng)絡(luò) ID、信道、應(yīng)用端口標(biāo)識(shí)符等）、連接網(wǎng)絡(luò)、搜索并配對(duì)另一個(gè)設(shè)備以及發(fā)送/接收基本應(yīng)用數(shù)據(jù)，從而提供一種簡(jiǎn)單的 API。使用模塊會(huì)有協(xié)議限制，并且單塊器件的成本也更高，但對(duì)于更低的產(chǎn)品產(chǎn)量（低于 50K）而言，我們發(fā)現(xiàn)模塊的成本遠(yuǎn)不只是彌補(bǔ)了 RF 布局、設(shè)計(jì)、裝配和檢測(cè)以及軟件開發(fā)和測(cè)試的 NRE 成本。

無(wú)論您從頭開始還是從一個(gè)已有解決方案“剪切-粘貼”來(lái)建立一種定制解決方案，我都希望您在開發(fā)過(guò)程中能有最佳的運(yùn)氣，也希望這篇簡(jiǎn)短的文章在您開始以前能在一些關(guān)鍵方面給您一些啟示。

作者：Brian Blum，德州儀器 (TI)