【经验】无线SOC EFR32 2.4GHz 频段最小系统原理图如何设计？

时间： 2018-12-11 来源：世强

技术问答

SILICON LABS 无线SOC EFR32 是设计节能型无线连接 IoT 设备的理想选择。EFR32无线产品组合即支持 Zigbee 和 Thread 无线连接也支持低功耗蓝牙和 2.4 GHz、 Sub-GHz 专有协议。这一单芯片解决方案可提供行业领先的能源效率、超快的唤醒时间、可扩展的功率放大器以及性能不妥协的 MCU 功能。这些芯片可适用于电池供电应用以及其他需要高性能和低功耗特性的系统。

在使用这个芯片设计产品时我们首先遇到的问题就是原理图要如何去设计，那些外围是必需的才能工作？下面就介绍一下EFR32产品基于2.4GHz频段的最小系统。

设计原理图最先考虑的就是电源部分，EFR32芯片的电源引脚要按以下原则供电，其中VREGVDD要接系统内最高电压

• VREGVDD = AVDD

• DVDD < AVDD

• IOVDD < AVDD

• RFVDD < AVDD

• PAVDD < AVDD

• DVDD > DECOUPLE

芯片内集成有DC-DC，这个DC-DC转换器需要外部的电感与电容才能正常工作，DC-DC的输出是用于给VDD,RFVDD提供电压的，对于功率小于14dBm的应用，建议从这个DC-DC给PAVDD提供电源，这样可以降低系统的功耗。对于高于 14 PAVDD需要连接到主VDD上。在PAVDD上还要进行滤波以避免影响射频性能。

其次是晶体部分，EFR32的RF和MCU部分的工作需要外部高频的晶体，晶体的频率范围是38MHz~40MHz，典型值为38.4M，不需要负载电容。另外对于BLE应用，由于要满足蓝牙睡眠时间500PPM的要求，还需要一个32KHz的外部低频晶体，典型值为32.768KHz.同样的不需要负载电容，其它的应用可以不用这个晶体。

接下来要考虑的是天线的匹配电路部分，对于功率小于10DBm的2.4GHz应用，RF前端匹配包括一个串联电感和并联电容就可以了，对于功率大于10DBm的需要4个元素的LC电路。

最后就是调试接口部分的电路，EFR32系列的SOC使用的是SWD接口，芯片的PF0,PF1分别是SWDIO,SWCLK引脚，在原理图上要与RESET引脚一同接到JLINK上。下面是附上的EFR32系列最小系统的原理图：

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产品型号	品类	Protocol Stack	Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)	Flash(kB)	RAM(kB)	GPIO(个数)	Operating Temperature(℃)	Storage Temperature(℃)	Pin Count	AVDD Supply Voltage(V)
EFR32MG12P433F1024GL125-C	Gecko Multi-Protocol Wireless SoC	Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN	2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm	1024kB	256kB	65	-40℃~85℃	-50℃~150℃	BGA125	1.8V~3.8V

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