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最适合的选择——ZigBee SoC解决方案

时间:06-07 来源:Silicon Labs 点击:

gBee通讯协议的设计,是为了让休眠中的装置可控制其电池寿命。休眠中的装置会设定自己唤醒及与网络互动的时程,让设计人员能在电池寿命及数据更新之间取得适当的平衡。此外,当原本休眠中的终端装置唤醒时,ZigBee协议毋需再次进行同步化,因此可以很有效率地将数据传送至源头。

  在ZigBee网络中,最重要的功耗指标是终端节点的电池寿命。由电池供电的终端节点一般会处于休眠状态,仅会定期唤醒检查是否有任何有用的数据自网络传送过来。当电池供电的终端装置处于休眠状态时,电力消耗主要是由漏电流所造成。

  在数据传输期间,电池供电的终端装置必须唤醒处理器、启动收发器、执行明确的信道评估、传送数据要求、接收同意,而且可能还要接收来自网络的数据。这些功能大部分是在MAC层执行,无需与网络堆栈互动。若网络有数据要传送给终端节点,则将数据由路由器传送至终端节点所需的时间,便和系统分区有关。若此路由器是一个系统单芯片或网络协同处理器,则资料要求可在内部处理,而路由器响应的时间一般是在2-3 ms内。若此路由器使用收发器,则此收发器必须唤醒或中断主处理器、等待处理器创造数据封包,以及经由串行端口接收封包,因此会增加约10 ms的延迟。在延迟期间,终端节点的接收器仍然需维持启用状态,而这会大幅降低电池寿命。很不幸的,路由器上的组件分割对于终端装置的电池寿命会产生负面的影响。

  对成本的影响

  单芯片无线SoC解决方案,例如Silicon Labs的 Ember® ZigBee® SoC或NCP的成本通常会低于两个芯片的收发器/主处理器解决方案。印制电路板(PCB)的成本也会较低,因为所需的电路板面积较少,组装组件以及装置间需要路由的信号也较少。硅芯片的总成本也降低了,因为消除了多余的功能,例如MAC/PHY和网络层所需的AES硬件加速,另外也除去了用来沟通收发器及主处理器的串行端口及引脚。若系统拥有较大型的处理器,则开发人员通常会认为在设计中增加一个收发器是较具成本效益的,然而,在这些系统中,应该将对于延迟及吞吐量的影响列为设计选择的考虑因素。

  结论

  针对不需主处理器的终端装置及路由器,单芯片无线SoC系统分区方法可提供最佳的网络性能、最低的功耗及最低的总成本。若系统需具有一个主处理器,则NCP系统分割方法可提供最佳的性能及最低的功耗,且最不会影响主处理的性能。
  本文选自电子发烧友网6月《智能工业特刊》Change The World栏目,转载请注明出处。

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