【应用】高配置多协议无线SOC:EFR32MG支持2.4GHz和Sub-GHz频段,工业无线网络最佳选择

2018-01-05 世强 Carol
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全球智能化技术快速发展,而智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用,并与未来先进制造技术相结合,形成新的智能化的制造体系。工业传感器是实现智能工业的首要环节,在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。


工业传感器数据的采集方式成为关键技术问题,从而工业无线网络技术应运而生。工业无线网络需要是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状(Mesh)网络,并且综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,具有低成本、低能耗、高度灵活性和扩展性强等特点。SILICON LABS多协议无线SOC EFR32MG系列单芯片不仅可以支持Zigbee、Thread、BLE以及私有协议,而且支持2.4GHz和Sub-GHz频段,是工业无线网络技术的最佳选择。

 


通过安装于设备表面的无线传感器,采集相关的信号(如温度、湿度、振动等),并由无线传感器完成处理,利用无线方式传输至现场无线通讯站中,无线通讯站利用企业环网或无线方式(WIFI、3G、4G)实现至工作站服务器的数据传输。EFR32MG单芯片可以帮助无线传感器实现Zigbee和BLE多协议动态运行,无线传感器将采集到的数据通过Zigbee网络传输至无线通讯站,另外还可以通过BLE连接到手机,利用手机对无线传感器进行配置或者读取数据。EFR32MG的动态多协议利用时间片切换,在单芯片上实现两种协议,让用户在直观上感觉就是同时运行两种协议。动态多协议不仅让工业传感器更加丰富无线网络,也更节省了成本。


EFR32MG无线SOC结合了节能型MCU与高集成度无线收发器,采用32位ARM Cortex-M4内核,最高支持40MHz主频,具有可实现高效信号处理功能的DSP指令和浮点运算单元。射频方面集成了2.4GHz平衡/不平衡变换器,2.4GHz和Sub-GHz发射功率分别高达19.5dBm和20dBm,属于业内最强。低功耗方面,EFR32MG系列也属于业内最低功耗的芯片之一,内部外设反射系统(PRS)可以在内核休眠状态下实现内部多个外设的相互触发,例如在内核休眠状态下实现定时器定时触发ADC采样并存储采样结果,等采样到一定数量时再唤醒内核进行数据处理,这样可以尽可能降低设备能耗。还有存储容量方面,目前EFR32MG最高配置1M Byte的flash,256k Byte的RAM,也是业内的最高配置。另外,EFR32MG还支持多种硬件加密机制,可以保证工业传感器的数据在无线传输过程中更加安全和可靠。


EFR32MG系列SOC亮点:


低能耗

1,2.4GHz (1Mbps GFSK)下接收电流为9.5mA

2,2.4GHz (250kbps O-QPSK DSSS)下接收电流为10.2mA

3,2.4GHz下输出功率为0dBm时发射电流为8.5mA

4,EM0模式运行电流为70μA/MHz

5,1.5μA EM2深度休眠电流(RAM完全保持,并从LFRCO运行RTCC)

6,1μA EM3停止电流(状态/RAM 保留)

7,带有信号强度检测、前导码模式检测、帧检测和超时功能的无线电唤醒


高接收性能

1,-95.2dBm灵敏度@1Mbps GFSK

2,-91.3dBm灵敏度@2Mbps GFSK

3,-102.7dBm灵敏度@250kbps DSSS-OQPSK, 2.4 GHz

4,-120.6dBm灵敏度@2.4kbps GFSK 868MHz


支持协议

1,Zigbee协议

2,Thread协议

3,Bluetooth Low Energy(Bluetooth 5)

4,私有协议


内部支持的安全机制

1,通用硬件CRC

2,真随机数发生器

3,硬件加密引擎支持AES128/256、SHA-1、SHA-2(SHA-224和SHA-256)和ECC加密


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  • helen Lv3. 高级工程师 2018-01-07
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