Microcontrolerul Kinetis KW20 Wireless şi transceiver-ul MC13242 RF

3 IULIE 2012

Prezentare generală
Familia de microcontrolere Kinetis KW20 wireless MCU de la Freescale Semiconductor inte­grează un procesor ARM Cortex-M4 și un transceiver RF MC13242, cu un set robust de

caracte­ristici, pentru a oferi o platformă ZigBee® scalabilă, fiabilă, sigură și de mică putere.
Freescale susține că este prima soluţie wireless din industrie construită pe baza unui procesor ARM Cortex-M4 pentru aplicații legate de gestionarea inteligentă a energiei, contorizarea inteligentă şi aplicaţii de control.
Utilizând familia de dispozitive Kinetis KW20, se reduce consumul de energie şi creşte link budget-ul (link budget este o contabilizare a tuturor câști­gurilor și pierderilor, fiind legat de puterea de transmisie, câștig și pierdere în antenă, pierderi în spațiu). Transceiver-ul acceptă diverse antene, ceea ce îmbunătăţeşte fiabilitatea RF, mai ales în condiţiile în care apar interferenţe. Dispozitivele Kinetis KW20 sunt proiectate pentru a reduce puterea necesară la transmisie şi recepție, dar au şi un mod de lucru optimizat pentru un consum redus de energie.
Dispozitivele Kinetis KW20 oferă suport dual în rețeaua personală (Personal Area Network – PAN), care să permită unui singur dispozitiv să comunice fără fir pe două reţele ZigBee. Acest lucru duce la eliminarea nevoii de conexiuni radio multiple pentru a conecta diferite dispozitive de automatizare sau control şi reţelele inteligente de energie.

Kinetis KW20 wireless MCU Schema bloc

Freescale a proiectat familia Kinetis KW20 wireless MCU pentru a satisface cerințele crescute de prelucrare şi cerinţele de memorie asociate cu viitorul ZigBee Energy Smart 2.0 şi specificaţiile de Internet Protocol. Kinetis KW20 wireless MCU integrează un dispozitiv transceiver RF MC13242 considerat lider de clasă, verificat ca fiind robust și oferind un set de caracteristici de încredere ale platformei ZigBee. Proiectanții pot selecta KW20 wireless MCU ca soluţie single-chip sau pot alege să combine un transceiver RF, cu un microcontroler corespunzător din marea familie Kinetis MCU, ceea ce le oferă o mai mare flexibilitate pentru a adapta proiectul la nevoile lor specifice.
Freescale continuă istoria sa de inovaţie pentru soluţii wireless cu un consum de putere redus, ținând cont că Internetul Obiectelor (Internet of Things) a devenit o realitate în expansiune şi tot mai multe dispozitive necesită cerinţe de conectivitate wireless, de prelucrare complexă și rapidă, de memorie cu o capacitate mare și sca­labilitate. Noile dispozitive Kinetis KW20 wireless MCU permit schimbări de caracteristici fără a modifica proiectul inițial, fiindcă se oferă putere de procesare mai mare, memorie Flash mai mare (până la 512 KB) şi opțiuni RAM variate (64 KB), comparativ cu alte dispozitive de pe piaţă.
Dispozitivul dispune de accelerator de criptologie şi este compatibil radio cu standardul IEEE 802.15.4.
În plus, Freescale a integrat caracteristici avansate de securitate, implementate de obicei în procesoare high-end, pentru a atinge nevoia de mai multe metode avansate de criptare, de gene­rare a cheilor de criptare, de memorie securizată şi de detectare a sabotajului. Secure Flash protejează codul şi datele împotriva unui acces neautorizat sau de modificare, în timp ce tamper detect poate detecta şi şterge evenimente asincron în RAM Secure şi poate genera o întrerupere, astfel încât prin firmware-ul de aplicație se pot lua măsuri suplimentare, inclusiv resetarea sistemului. O unitate de accelerare criptografică (Memory Mapped Cryptographic Accelation Unit – MMCAU) sprijină un set de operaţiuni speciali­zate pentru a îmbunătăţi viteza operațiilor de criptare / decriptare, precum şi funcţiile de interpretare a mesajelor.
Freescale a ales software-ul de aplicație IDE (Integrated Development Environment) de la firma IAR Systems (care are cea mai eficientă optimizare de cod program) când a lansat prima plat­formă ZigBee pe 32-biţi în anul 2008 și va continua colaborarea prin susţine­rea noilor dispozitive de înaltă performanţă Kinetis KW20 wireless MCU.

Caracteristici Radio
– Operare în banda de frecvență 2.4GHz.
– Data rate 250 kbps cu modulare O-QPSK în canalele de 5MHz.
– Operare pe unul dintre cele 16 canale selectabile conform specificațiilor IEEE 802.15.4.
– Putere RF de ieșire, programabilă.
– Funcționare în banda de frecvențe 2.36 – 2.4GHz Medical Band (MBAN) cu aceeași modulare ca IEEE 802.15.4.
– GPIO pentru control Antenna Diversity.
– Ceasuri: oscilator 32MHz, oscilator internal 1kHz low power, intrare de ceas extern DC … 32MHz.
Alimentare: 1.8…3.6V pentru a permite alimentarea din baterie.
Temperatura de lucru: -40 …+105°C.
Instrumente de dezvoltare: module în Tower System TWR-KW22D512, TWR-KW22D512-STR, TWR-KW21D512, TWR-KW21D512-STR.

Caracteristici Kinetis KW20 wireless MCU:


• Nucleu eficient ARM Cortex-M4 procesor cu DSP care lucrează până la 50MHz.
• Ultra-low power: 10 moduri de operare pentru optimizarea activităţii perifericelor și a timpilor de trezire pentru extinderea vieţii bateriei; consum foarte mic de putere al circuitului de trezire, al timer-ului și al RTC (Real Time Clock).
• Cei mai mici timpi de trezire a unui MCU comparativ cu alte MCU din industrie.
• Consum redus de putere: TX 15mA@0dBM (CPU sleep), RX 15mA.
• Până la 512KB de memorie Flash şi 64KB de RAM permit rularea aplicaţiilor complexe într-un singur circuit integrat.
• Până la 64KB FlexMemory care permite alocarea unui segment folosit ca EEPROM.
• Secure Flash protejează codul program de acces neautorizat sau modificări.
• Accelerator de Criptologie (coprocesor specializat) și generator de numere aleatoare (128 biţi), detectare de sabotaj sofisticată cu acţiuni de protecţie, mergând până la resetarea sistemului.
• MKW22D512V are un set de pini I/O util pentru alimentarea MCU cu ceas de sistem, controlul circuitelor RF externe și porturi GPIO; în plus, există o opţiune specială pentru flux de date (streaming digital packet data) pentru o monitorizare externă (BSM).
• Compatibilitate radio de primă clasă cu standardul IEEE 802.15.4-2011 care specifică stratul fizic şi de control al accesului pentru reţele wireless personale low-rate (LR-WPANs). Sprijină stive protocol incluzând ZigBee, 6 LowPAN, WirelessHART și ISA 100.11a.
• Compatibil cu familia actuală Kinetis MCU la software, instrumente și IDE.

Caracteristici ale MC13242 RF transceiver:


• Compatibilitate radio cu standardul IEEE 802.15.4 de înaltă performanţă.

• Consum redus de energie RF.
• Link Budget cel mai bun-în-clasă (atinge 112dB, îmbunătăţind domeniul de conectare, iar costul scade și nu sunt necesare amplificatoare externe).
• Caracteristici avansate ce includ diversitatea de antene (se selectează automat între 2 antene pentru creșterea imunităţii în medii cu interferenţe ridicate) şi suport dual PAN (participă în 2 reţele ZigBee simultan).

BeeKit Diagrama bloc

Freescale BeeKit este o aplicație software de sine stătătoare care oferă un mediu de dezvoltare (Development Environment) și o interfață GUI prin care utilizatorul poate crea, modifica, salva și face update la soluții pentru rețele wireless. Sunt incluse biblioteci de programe cod pentru comu­nicația wireless, template-uri și exemple de apli­cații. Se asigură astfel o infrastructură software prin care utilizatorul poate dezvolta propria aplicație.
Pentru mai multe informații vizitați pagina: www.freescale.com/802154

Aplicaţii:
Smart Energy: display-uri, controlul consumului, termostate inteligente, contorizare, monito­rizarea panourilor solare și a încărcării vehi­culelor electrice.

Comercial și Industrial: securitatea și controlul accesului, rețele de contorizare a utilităților, automatizări în clădiri, sisteme contra incen­diilor, controlul HVAC, achiziții de date, urmărirea valorilor.
Rezidențial: controlul accesului, controlul de la distanță, alarmare, controlul iluminatului, controlul temperaturii aerului și apei.
Sănătate și diverse: monitorizarea pacienților, medicației, sportivilor, școlarilor, plăților, lucrurilor de valoare.
Dispozitivele Kinetis KW20 wireless MCU (KW21D256V, KW21D512V şi KW22D512V) şi transceiver-ul RF MC13242, precum şi software-ul şi stivele de protocol ZigBee vor fi disponibile pe piață în trimestrul 3 / 2012.
Pentru informare curentă și documentații vizitați: www.freescale.com/KW20

Documentaţii Freescale:
KW20FS, MKW22D512V, BEEKITFS, FSPRM.

Distribuitori Freescale în România
Arrow Electronice SRL • 026 4417251 • office@arrowromania.com
EBV Elektronik • 021 5296911 • catalin.raduta@ebv.com
Farnell • 0800 894 946 • info-ro@farnell.com
Future Electronics SRL • 0264 457774 • info-RO-future@futureelectronics.com

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre