Знакомство с 3-мя типами радиочастотных микросхем CC1101, SI4432, SI4463.

C1101: конструкция с частотой менее 1 GHz, предназначенная для использования в радиочастотных приложениях с очень низким энергопотреблением. CC1101 — это экономичный однокристальный УВЧ-трансивер от TI, разработанный для маломощных радиоприложений. Это улучшенная и модернизированная версия устройства CC1100 с более высокой чувствительностью, меньшим энергопотреблением и большей полосой пропускания.

Он в основном предназначен для промышленного, научно-исследовательского и медицинского оборудования (ISM), а также оборудования беспроводной связи ближнего действия (SRD).

CC1101 обеспечивает обширную аппаратную поддержку для обработки пакетов, буферизации данных, пакетной передачи, индикации уровня принимаемого сигнала (RSSI), оценки чистоты канала (CCA), индикации качества соединения и пробуждения по радио (WOR). CC1101 совместим по коду, корпусу и выводам с CC1100 и может использоваться в наиболее распространенных в мире открытых радиочастотных конструкциях с частотой менее 1 GHz.

Si4432: Высокопроизводительный радиочастотный трансивер с частотой менее 1 GHz.

Он в основном предназначен для промышленного, научно-исследовательского и медицинского оборудования (ISM), а также оборудования беспроводной связи ближнего действия (SRD).

Выходная мощность SI4432 может достигать +20 дБм, а чувствительность приема может достигать -121 дБм. Он может обеспечивать обработку пакетов данных, буфер данных FIFO, индикацию уровня принимаемого сигнала (RSSI), оценку свободного канала (CCA), таймер пробуждения, низкий уровень. Обнаружение напряжения и датчик температуры, 8-битный AD-преобразователь, универсальный порт ввода/вывода и другие функции аппаратной поддержки.

Si4432 в основном состоит из режима выключения, режима положенной трубки, режима передачи и режима приема. Потребляемая мощность может быть снижена в выключенном состоянии. Каждый переключатель режима должен сначала перейти в состояние ожидания, а затем переключиться. Режим зависания присваивает разные значения адресу регистра SPI 07h и делится на пять различных подрежимов. Режим ожидания, режим сна, режим датчика, режим ожидания, режим настройки. После сброса при включении питания или после выхода микросхемы из состояния отключения питания она по умолчанию перейдет в режим ожидания.

Существует три основных метода передачи данных Si4432: режим FIFO, прямой режим и режим PN9. В режиме FIFO для отправки и получения данных используется встроенная в кристалл область стека в порядке очереди. Работа FIFO осуществляется путем непрерывного чтения или записи регистра 07H через SPI. В режиме FIFO Si4432 автоматически выходит из состояния отправки или получения, когда генерируется соответствующий сигнал прерывания, и автоматически обрабатывает заголовок и код проверки CRC. При получении данных заголовок и код проверки CRC автоматически удаляются. При отправке данных автоматически добавляются заголовок и код проверки CRC. В режиме прямого трансивера Si4432 работает как традиционный радиочастотный трансивер. Режим PN9, в этом режиме данные Tx генерируются внутри с использованием псевдослучайного (последовательность PN9) битового генератора. Целью этого режима является использование в качестве тестового режима для непрерывного наблюдения за спектром модуляции без необходимости загрузки/передачи данных.

 SI4463: SI4463 — это высокоинтегрированный чип беспроводного приемопередатчика, в котором используются высокоинтегрированные радиочастотные, цифровые и групповые схемы. В основе лежит высокопроизводительный модем, обеспечивающий превосходные радиочастотные характеристики и передачу данных. Полоса частот составляет от 199 до 050 м, чувствительность приема может достигать -126 дБм, мощность передачи может достигать + 20 дБм, а ток приема составляет всего 10 мА. Он широко используется в медицине, умном сельском хозяйстве, умных уличных фонарях, умных домах и других областях.

Как работает SI4463:

1. Радиочастотная часть: SI4463 объединяет радиочастотный интерфейс и модуль канала радиочастотного приемопередатчика, который может обеспечить высокочувствительную беспроводную передачу данных с низким энергопотреблением. ВЧ-интерфейс включает в себя радиочастотные усилители, смесители, синтезаторы частот и т. д., которые могут передавать сигналы входных данных после радиочастотной модуляции, усиления и т. д.

2. Цифровая часть: SI4463 включает в себя процессор цифровых сигналов и модем, которые могут декодировать и обрабатывать полученный сигнал. Процессор цифровых сигналов отвечает за преобразование полученного беспроводного сигнала в цифровой сигнал, а модем отвечает за модуляцию передаваемого цифрового сигнала в радиочастотный сигнал.

3. Часть основной полосы. Внутренняя часть основной полосы SI4463 включает в себя обнаружение синхронизации, кодирование и декодирование, коррекцию ошибок и другие функциональные модули, которые могут реализовать несколько методов модуляции, передачу на большие расстояния и возможности защиты от помех.

Базовый метод расчета частоты чипа SI4463

Основной метод расчета частоты микросхемы SI4463 достигается путем установки регистра. Конкретные шаги заключаются в следующем:

1. Определите требуемый базовый диапазон частот. В соответствии с потребностями системы беспроводной связи определите требуемый базовый диапазон частот. Диапазон рабочих частот чипа SI4463 составляет от 240 МГц до 960 МГц.

2. Рассчитайте основные параметры частоты: Рассчитайте соответствующие параметры частоты на основе требуемого основного диапазона частот. Частотные параметры микросхемы SI4463 включают в себя смещение частоты, шаг частоты и количество частотных каналов.

3. Установить регистр: Установите рассчитанные параметры частоты в соответствующий регистр микросхемы SI4463. Задав регистр, микросхема SI4463 может работать в заданном базовом диапазоне частот.

4. Настройте систему беспроводной связи: в соответствии с базовой настройкой частоты чипа SI4463 настройте другие параметры системы беспроводной связи для достижения необходимых функций беспроводной связи.

Исследование возможности взаимной связи между RF-микросхемами CC1101, SI4432 и SI4463.

С точки зрения полосы частот несущей радиочастотного чипа

Полоса частот, поддерживаемая CC1101, составляет 300–348 МГц, 378–464 МГц, 779–928 МГц; полоса частот, поддерживаемая SI4432, составляет 240–930 МГц;

Судя по полосам частот, поддерживаемым тремя радиочастотными чипами, нет никаких сомнений в том, что поддерживаемые ими полосы пропускания перекрываются, поэтому вполне естественно настроить частоты передачи и приема трех радиочастотных чипов на одну и ту же частотную точку, например, 433M. Частотная точка. Следовательно, только в полосе несущих частот связь трех чипов является удовлетворительной с точки зрения несущей частоты.

По методу модуляции

Метод модуляции CC1101 поддерживает 2-FSK, 4-FSK, GFSK и OOK; метод модуляции SI4432 поддерживает FSK, GFSK и OOK; метод модуляции SI4463 поддерживает FSK, GFSK, OOK и 4(G)FSK; .

Судя по методам модуляции, поддерживаемым тремя радиочастотными чипами, поскольку они имеют один и тот же метод модуляции, нет проблем в достижении согласованных методов модуляции, таких как использование метода модуляции GFSK. Следовательно, вполне возможно, что все три чипа могут использовать один и тот же метод модуляции.

Из формата пакета данных радиочастотного чипа

Чтобы эти трое могли общаться, помимо соблюдения двух вышеуказанных условий, наиболее важным является достижение согласованных форматов пакетов данных. Например, длина и формат внешнего кода, длина и формат слова синхронизации.

Формат пакета CC1101

Формат пакета SI4432

Формат пакета SI4463

Исходя из формата пакета данных трех радиочастотных чипов, количество байтов внешнего кода может быть установлено равным одному и тому же количеству байтов. Кроме того, внешний код CC1101 может быть только в формате 101010...., тогда как SI4463 и SI4432 поддерживают два формата: 101010... и 010101., поэтому вполне возможно реализовать один и тот же внешний интерфейс. конечный код. При дальнейшем анализе слов синхронизации можно установить слова синхронизации CC1101, SI4432 и SI4463, а диапазон их длины составляет 1–4 байта, в то время как слова синхронизации SI4432 и SI4463 могут быть установлены в любое значение. Независимо от того, можно ли установить слово синхронизации CC1101, можно гарантировать, что слова синхронизации трех из них могут быть установлены согласованными. Можно гарантировать, что внешний код и слово синхронизации непротиворечивы, поэтому с точки зрения связи остается только обработка данных, отличных от слова синхронизации и кода внешнего интерфейса.

Подводя итог, можно сказать, что три радиочастотных чипа могут удовлетворять одному и тому же методу модуляции, несущей частоте, внешнему коду и слову синхронизации пакета данных, поэтому теоретически нет проблем в обеспечении взаимной связи между ними.