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集成RF為IOT節點開發提供方便
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可以說，物聯網目前正在經歷一些“成長的痛苦”，關于它所做的(或不包括)。雖然它可能不被看作是推動這一趨勢，嵌入式電子行業肯定使它，因此無可爭辯地處于一個指揮的位置來塑造它。
在這個行業中，一些人理解了大多數外部技術不感興趣的東西，即物聯網將是更大的一個子集：“萬物之網”;但語義不在一旁，很明顯，機會是巨大的，估計范圍高達500億個設備的20。20，有些人甚至預測2025比1兆。
考慮到這些設備中的許多將是較大網絡上的小節點，材料清單在組件和總成本方面將需要小。因此，每個節點，無論大小，都會有某種形式的微控制器。考慮到開發人員的壓力將使BOM盡可能低，很可能他們只會選擇那些在價格和功率預算中提供正確組合的MCU。
特征豐富
今天提供的MCU的范圍反映了它們所提供的應用的多樣性;飛思卡爾目前被列為提供最多CordX-M變型的制造商，其組合超過200個不同的部件。IOT的承諾已經在集成水平上推動創新，制造商們專注于開發MCU的新范圍，以解決特定的物聯網用例，因為這意味著開發人員可以在不久的將來享受更大的選擇。
然而，盡管未來將有非常特殊的配置需求，MCU由于其通用性而受到歡迎，這意味著市場上已經有許多設備可以很容易地滿足物聯網應用的初始需求，在成本、功率、PER方面。性能和特點。
低功耗操作的問題當然不是新的，大多數制造商完全理解開發者在性能和功耗之間需要權衡的問題。因此，在過去幾年中引入的大多數MCU已經被設計成提供某種形式的電源管理。通常這兩種形式：低功耗操作和節電睡眠模式。這兩個都將是物聯網的關鍵，因為許多較小的節點期望從單個電池工作，并且理想地，在進入服務后幾年內是免維護的。這尖銳地強調了低功率操作和良好的電源管理特性的需要。
幸運的是，部署的許多節點在大多數標準中都具有極其適中的性能需求，這意味著只要開發人員充分利用MCU的節電特性，它們就應該能夠滿足單個電池延長的工作壽命。雖然它可能仍然是比實現更渴望，但是對從其環境中清除或收獲的功率進行操作的節點的需求無疑會隨著各種各樣的用例的出現而增長。這將推動和使另一個大趨勢出現在許多垂直行業;大數據。IOT將在實現這方面發揮關鍵作用，這兩個未來可能會有些共生。
關注特色
雖然物理尺寸將是至關重要的，但它不能以特性價格為代價。為了支持物聯網應用，“必須具備”特性的列表可能包括靈活的模擬和數字接口(以容納一系列傳感器)和某種形式的連接性。這越來越意味著無線，因此RF集成的水平將受到高度重視。
從今天的許多MCU，三站出來提供正確的組合特征：SI106X/08X從硅實驗室，來自德克薩斯儀器的CF2538，和來自北歐半導體的NFR51422。
Si106x/08x范圍的硅實驗室圖像
圖1：SI106X/08X范圍從硅實驗室提供了一個低功耗8051兼容的核心與亞GHz射頻收發器。
如圖1所示，Si106 / x / 08x集成了Silicon Labs專有的8051內核，CIP-51，與MCS-51指令集代碼兼容，同時提供標準8052外設。Silicon Labs已經將核心設計為流水線式架構，極大地提高了標準8051架構的指令吞吐量。傳統8051中的大多數指令需要12或24個系統時鐘周期才能執行，而CIP-51在一個或兩個系統時鐘周期內執行其109條指令中的70%，并且只有8條指令需要四個或更多個周期。
然而，更重要的是，Si106x / 08x系列器件集成了一個低功率Sub-GHz收發器，其中包括一個功率放大器，在915 MHz時產生+20 dBm輸出功率時功耗僅為85 mA，在169 MHz時產生70 mA 。當輸出功率為+10 dBm時，這個效率更為明顯，當它降至18 mA時。功率放大器還實現了自動上升和下降以最小化頻譜擴展，并支持跳頻和天線分集。
由于其低功耗以及實現簡單或定制協議的能力，在亞GHz頻率下運行的節點可能會普遍存在(如今)，但物聯網還需要制造商之間達到一定程度的互操作性，并且在這種情況下，通常需要一個標準協議。當然，一種可能在這里流行的協議是ZigBee。德州儀器(TI)的CC2538是一款支持ZigBee的射頻MCU，采用能夠運行速度高達32 MHz的ARM Cortex-M3內核，并與2.4 GHz IEEE 802.15.4兼容收發器(圖2)相連。此外，該器件能夠支持雙ZigBee應用配置文件。為了保證節點的安全，它還集成了一個AES-128/256，SHA2硬件加密引擎和一個可選的硬件加速引擎，用于安全密鑰交換。
德州儀器的CC2538的圖像
圖2：德州儀器的CC2538集成了ARM的Cortex-M3內核和符合ZigBee標準的RF收發器，能夠運行兩個ZigBee應用配置文件。
第三個選項提供了一個低功耗的解決方案，以開發符合藍牙低能耗協議的NoR51422的北歐半導體節點。該設備集成ARM CORTEX-M0核心和多協議2.4 GHz無線電，能夠運行藍牙、ANT/ANT+或專有協議(圖3)。藍牙和ANT協議被提供為北歐半導體的預編譯二進制文件，移除了進一步的開發階段。
北歐半導體公司NFR51422的圖像
圖3：北歐半導體公司的NFR51422通過集成ARM CORTEX-M0核心和藍牙低能量兼容收發器而專注于低功耗。
大數據與物聯網
雖然許多不可避免的好處仍有一些未定義，但物聯網最初將允許偽智能設備不僅是反應性的，而且是主動的。節點將根據它們直接收集的數據或通過其本地網絡傳遞給它們的數據來確定動作，更重要的是，任何其他具有訪問因特網的網絡。
這些數據將由可測量每個參數的節點“創建”，將代表大量的信息——所謂的“大數據”范例。雖然挖掘這一豐富的信息將落入大多數IOT設備的責任之外，但毫無疑問，它將很好地利用它，依靠其他(云)處理農場來做大部分的整理、分析和分發。
同時，物聯網節點將成為這個新數字蜂巢的“工蜂”，因此他們將不懈地努力收集數據。更重要的是，它們將成為現代生活不可或缺的一部分，自動化許多任務，使用戶和其他節點能夠更高效地工作。啟用傳感器的節點可能會成為所有變種中最廣泛部署的節點，并且隨著其強大到足以本地處理所收集的數據，它們將需要能夠在其本地網絡上以功率有效的方式傳輸這些數據，主要使用“網關”D。作為本地樞紐的EVICE。該網關將是電源供電的，并且具有比平均節點更大的處理能力，作為本地網絡上的數十個甚至數百個節點的協調器，通過廣域網或因特網，中繼它們提供給其他網絡的大部分數據。
在這種情況下，適合于部署在基于IoT傳感器節點的MCU的短列表變得更加清晰，從而使開發人員能夠快速地專注于(或丟棄)現今可用的成千上萬個通用MCU變型。
