高集成与低功耗:引领RF4CE全业务平台的设计要素

飞思卡尔半导体公司

基于ZigBee/IEEE 802.15.4协议的RF4CE技术由RF4CE联盟与ZigBee联盟(ZigBee Alliance)合作共同开发。除了具有更出色的遥控功能外,ZigBee RF4CE还允许电器设备之间的双向交互。目前常用的家电,如高清数字电视、家庭影院系统、机顶盒、音频设备,以及无钥匙门禁系统等应用,都将从最新的ZigBee RF4CE技术中受益。从此,射频遥控将有望彻底取代传统红外(IR)技术,成为家电遥控的射频新标准。

为了满足不断增长的技术需求,IEEE 802.15.4芯片的领先供应商飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)在发布高集成度且低功耗的ZigBee兼容平台MC13213,以及基于MC13212的Synk roRF网络协议栈之后,又为ZigBee RF4CE消费电子产品推出了MC1323x片上系统系列器件。

RF4CE统一标准的诞生

传统红外遥控技术存在抗干扰能力差、单向通信、距离受限、视野障碍等缺陷,而早期许多家电大厂,如Sony、Panasonic、Sharp、三星电子、LG、Philips等从2007年开始便已陆续进入射频遥控领域。但由于标准尚未统一,软件协议部分均由各厂商独立设计开发,使射频遥控市场出现了互不兼容的尴尬局面,也导致组件和IC供应商无法提供具有成本效益的集成方案。

随后,RF4CE联盟与ZigBee联盟的合作使ZigBee RF4CE成为快速、简便、低成本的双向通信遥控方式。同时,作为ZigBee的重要市场之一,RF4CE射频遥控也被行业视为ZigBee的杀手级应用;另外,家电遥控以外的更多应用将会随市场需求而相继推出。

飞思卡尔RF4CE市场愿景

飞思卡尔预计,2009年采用基于IEEE 802.15.4射频收发器的消费电子装运量将会达到400万件。随着新标准的出台,ZigBee RF4CE的装运量还将迅速上升。截止2012年,飞思卡尔预计每年采用ZigBee RF4CE技术的产品出货量将超过1.6亿。

面对如此潜力巨大的市场,飞思卡尔于2009年6月宣布成功实施ZigBee RF4CE规范,并通过了ZigBee联盟推出的Golden Unit认证,成为ZigBee联盟中首批获得该认证的成员之一。飞思卡尔现正与业界领先厂商合作,共同开发消费电子相关的产品,其ZigBee RF4CE平台目前已部署到OEM产品中。

“我们很高兴能成为首批达到ZigBee RF4CE参考平台要求的成员之一”,飞思卡尔商用无线产品经理Brett Black表示。OEM随时需要实施ZigBee技术来为家用产品实现控制功能,作为这类OEM的全业务平台提供商,飞思卡尔的产品为满足消费电子生产商的独特需求而设计,并引领着射频控制技术领域的开发。

飞思卡尔方案特点:高集成与低功耗

ZigBee RF4CE应用的特性决定了集成度与功耗成为相关方案的设计关键。飞思卡尔在ZigBee RF4CE协议的开发过程中做出了巨大的贡献,且无论客户有何种需求,都能提供合适的方案。

通过先进的集成技术,飞思卡尔将IEEE 802.15.4平台IC的设计提升至业界新水准。飞思卡尔IEEE 802.15.4协议栈产品按应用可分为IEEE 802.15.4兼容型MAC、Simp le MAC(SMAC)、Synk roRF/ZigBee RF4CE、ZigBee 2007几个系列,部分产品可适用于多种应用。

飞思卡尔的ZigBee/RF4CE方案将射频收发器与低功耗MCU集成至一颗单芯片,并提供16～60 KB的灵活Flash存储空间。方案可同时用于无线传感和控制应用,无论是简单的点对点(Point-to-Point)组网方式,还是更加复杂的无线网状网络(Mesh Network),都能应对自如。SynkroRF是飞思卡尔基于ZigBee/IEEE 802.15.4标准的网络协议栈,是用于RF4CE产品的最佳选择之一。SynkroRF的典型产品包含飞思卡尔的MC13213、MC13202、MC13224V等。其中,较为突出的产品有MC13213和MC13224。

ZigBee的兼容平台MC13213是一款SiP产品,在9mm×9 mm的LGA封装中集成了8位微控制器MC9S08GT和用于IEEE 802.15.4的MC1320x 2.4 GHz系列收发器。MC13224平台则通过进一步的集成化将功耗和成本降至更低。与MC13213不同的是,针对更加复杂的无线协议栈(如WirelessHARTTM),MC13224集成了性能更高的32位MCU和更大的存储空间。软件方面,SynkroRF的开发工具包括1320x、1321x和1322x开发套件,以及BeeKit Wireless Connectivity Toolkit等工具。飞思卡尔还为开发者提供了两种SynkroRF应用的开发方式:SynkroRFAPI和SynkroRF BlackBox。

MC1323x巩固消费领域领先地位

随着消费市场对RF4CE技术需求的迅速增长,飞思卡尔在FTF China 2010期间推出了领先的MC1323x系列器件。

MC1323x系列包含一个8位HCS08微控制器,完全符合IEEE 802.15.4的收发器、闪存、RAM,以及专为当今消费电子设备而选择和优化的高性能外设。该器件提供了高度集成的综合解决方案,具有最佳处理功能和最低的功耗。除射频监测和监控以外,新的MC1323x还将允许消费者直接支持和使用传统的红外功能。该系列最初将包括3个器件,即128 KB的闪存、8 KB的RAM以及一个USB 2.0外设。

由于MC1323x系列具有独特的监测和监控功能组合,它还非常适合一般市场应用,如远程控制、电视、机顶盒、便携式血压计、体重计和家用电器等。此外,飞思卡尔还为多个不同的硬件平台提供软件、参考设计和开发工具,用于评估MC1323x片上系统,允许开发人员选择最能满足他们需求的硬件和软件平台。

参考资料推荐

采用ZigBee协议的RF4CE是IR(红外)遥控的替代技术,通过该技术平台可实现用一台遥控器控制家中所有设备。观看精彩视频可登陆:h ttp://v.youku.com/v_playlist/f4545896o1p3.htm l。

关于飞思卡尔RF4CE更多技术资料,请登陆:h ttp://www.freescale.com/webapp/sps/site/homepage.jsp?code=802-15-4_HOME。

关于HCS08内核更多技术资料,请登陆:http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=HCS08。