【应用】无线与微控制器一举合成无线SoC助攻智能照明应用

时间： 2019-07-23 来源：世强作者：John

技术问答

智能照明系统是目前照明行业热门的研究对象之一，在无线技术上除了蓝牙、WiFi、ZigBee外Sub-GHz技术也是一个不错的选择。

在设计一个基于Sub-GHz的无线智能照明系统时，最好是选择一款无线SOC，这样不仅集成了无线部分也集成了微控制器部分，可以简化产品的设计，缩小产品的尺寸，减少产品的故障率。是否具有无线唤醒功能也是产品设计者考虑比较多的地方，因为具备无线唤醒功能可以极大的降低产品的功耗，增加产品的卖点。另外，无线数据的安全性也是需要设计工程师关心的一个不可或缺的问题。

本文将为大家介绍适合无线智能照明应用的无线SOC产品。首先，我们了解下智能照明系统的结构框图，如下图所示。

图1：智能照明系统的结构框图

由上图可见，智能照明系统主要由通信&控制模块，电源模块，LED驱动模块及传感器模块组成。我们所要介绍的就是应用在通信&控制模块上的无线产品。

此模块我们推荐使用SILICON LABS公司的EFR32FG1P131系列的产品。这一系列的产品是基于CORTEX-M4内核及Sub-GHz功能的无线SOC，可以很好的解决我们在设计无线智能照明产品时所遇到的问题。

EFR32FG1P131资源丰富助攻照明争天下
EFR32FG1P131产品的Sub-GHz功能的硬件前端集成低噪放（LNA）和功耗放大（PA），最大可以达到-121.4 dBm的接收灵敏度和20 dBm的发射功率，无需使用外部器件就可以实现极高的接收性能。另外外部的天线匹配网络也很简单，只需要几个电感与电容就可以实现。针对不同的工作频率Silicon Labs公司提供了相应的天线匹配网络的参数，这极大的简化了智能照明系统射频部分的硬件设计。同时芯片内部还集成有无线包处理器，无线数据以包的形式进行处理，简化了工程师的软件设计，降低了射频产品的开发难度，加快了产品的上市时间。

EFR32FG1P131内部集成有RFSENSE模块，RFSENSE模块检测天线接口的射频信号强度并产生系统唤醒中断，可将CPU从深度睡眠方式或停机模式下唤醒，实现真正的射频唤醒。使用EFR32FG1的无线控制器（RAC）（注：RAC功能包括RFSENSE），外设反射系统（PRS）和低功耗外设系统可以实现无线唤醒功能。无线唤醒功能可以在CPU睡眠状态下，不对无线信号进行解调，实现真正的无线唤醒功能。

EFR32FG1P131内部还集成有硬件的加密引擎，可实现AES128/256，SHA-1，SHA-2（SHA-224，SHA-256）或ECC的硬件加密。在对无线数据加密/解密处理时完全由硬件处理，处理速度快，软件开销小，可采用不同的加密算法，保证无法数据的安全，可靠。

除了以上的资源外，EFR32FG1P131还集成有硬件的PWM、I2C等丰富外设，可以方便与LED驱动模块和传感器模块通讯，实现不同的功能。总之，EFR32FG1P131芯片是智能照明系统的不二选择。

最后附上EFR32FG1P131的其它资源，看是否对您有所帮助？
1）强大的MCU和内存选项
• 带浮点单元的ARM Cortex-M4内核
• 工作频率最高可以达40MHz
• 较低的工作模式电流：63μA/MHz
• Flash空间最大可达256KB
• SRAM空间最大可达32KB

2）低功耗节能模式
• 节能模式2（深度休眠）电流：1.4μA
• 节能模式3（停止）电流：1.1μA
• 超快速唤醒：从EM3唤醒只需要3μS
• 宽的工作电压：1.85V～3.8V

3）丰富的模拟和数字外设
• ADC（12位，1 MSPS，326μA）
• 电流型DAC（4位，拉电流或灌电流）
• 2个模拟比较器
• 低功耗UART
• 2×USART（UART，SPI，IrDA，I2S）
• I2C（EM3模式也可以地址识别）
• 定时器：RTCC，低功耗定时器和脉冲计数器
• 12通道外设反射系统
• 多达31个GPIO

4）封装选项
• QFN48（7毫米×7毫米）
• QFN32（5毫米×5毫米）

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