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2430资料收集

CC2430是一颗真正的系统芯片(SoC)CMOS解决方案。这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本,低功耗的要求。它结合一个高性能2.4GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器。

图2  CC2430 IEEE 802.15.4/Zigbee SoC方框图
CC2430的设计结合了8Kbyte的RAM及强大的外围模块,并且有3种不同的版本,他们是根据不同的闪存空间32,64和128kByte来优化复杂度与成本的组合。
CC2430的尺寸只有7×7mm 48-pin的封装,采用具有内嵌闪存的0.18µm CMOS标准技术。这可实现数字基带处理器,RF、模拟电路及系统存储器 整合在同一个硅晶片上。
图2展示了CC2430的方框图。CC2430最要的子系统是MCU 子系统和射频部分,其中MCU包括存储器及外设。其他模块提供电源管理,时钟分配和测试等重要功能。

MCU和存储器子系统
针对协议栈,网络和应用软件的执行对MCU处理能力的要求,CC2430包含一个增强型工业标准的8位8051微控制器内核,运行时钟32MHz。由于更快的执行时间和通过除去被浪费掉的总线状态的方式,使得使用标准8051指令集的CC2430增强型8051内核,具有8倍的标准8051内核的性能。
CC2430包含一个DMA控制器。8k字节静态RAM,其中的4k字节是超低功耗SRAM。32k,64k或128k字节的片内Flash块提供在电路可编程非易失性存储器。
CC2430集成了4个振荡器用于系统时钟和定时操作:一个32MHz晶体振荡器,一个16MHz RC-振荡器,一个可选的32.768kHz晶体振荡器和一个可选的32.768kHz RC 振荡器。
CC2430也集成了用于用户自定义应用的外设。一个AES协处理器被集成在CC2430,以支持IEEE802.15.4 MAC 安全所需的(128位关键字)AES的运行,以实现尽可能少的占用微控制器。
中断控制器为总共18个中断源提供服务,他们中的每个中断都被赋予4个中断优先级中的某一个。调试接口采用两线串行接口,该接口被用于在电路调试和外部Flash编程。I/O控制器的职责是21个一般I/O口的灵活分配和可靠控制。
CC2430包括四个定时器:一个16位MAC定时器,用以为IEEE802.15.4的CSMA-CA算法提供定时以及为IEEE802.15.4的MAC层提供定时。一个一般的16位和两个8位定时器,支持典型的定时/计数功能,例如,输入捕捉、比较输出和PWM功能。
CC2430内集成的其他外设有:
实时时钟;上电复位;8通道,8-14位ADC;可编程看门狗;两个可编程USART,用于主/从SPI或UART操作。
为了更好的处理网络和应用操作的带宽,CC2430集成了大多数对定时要求严格的一系列IEEE802.15.4 MAC协议,以减轻微控制器的负担。这包括: 
*    自动前导帧发生器 
*    同步字插入/检测 
*    CRC-16校验 
*    CCA 
*    信号强度检测/数字RSSI 
*    连接品质指示(LQI) 
*    CSMA/CA 协处理器
射频及模拟收发器
CC2430的射频和模拟部分实现了相关物理层的操作,如图3所示。

图3  CC2430 SOC的RF 和 模拟 部分
CC2430的接收器是基于低-中频结构之上的,从天线接收的RF信号低噪声放大器放大并经下变频变为2MHz的中频信号。中频信号经滤波放大,在通过A/D转换器变为数字信号。自动增益控制,信道过滤,解调在数字域完成以获得高精确度及空间利用率。集成的模拟通道滤波器可以使工作在2.4GHz ISM波段的不同系统良好的共存。
在发射模式下,位映射和调制是根据IEEE 802.15.4的规范来完成的。调制(和扩频)通过数字方式完成。被调制的基带信号经过D/A转换器再由单边带调制器进行低通滤波和直接上变频变为射频信号。最终,高频信号经过片内功率放大器放大以达到可设计的水平。
射频的输入输出端口是独立的,他们分享两个普通的PIN引脚。CC2430不需要外部TX/RX开关,其开关已集成在芯片内部。芯片至天线之间电路的构架是由平衡/非平衡器与少量低价电容与电感所组成。可替代的,一个平衡式天线,如对折式偶极天线也是可以实现上述功能的。图4展示了CC2430的典型应用电路。集成在内部的频率合成器可去除对环路滤波器和外部被动式压控振荡器的需要。晶片内置的偏压可变电容压控振荡器工作在一倍本地振荡频率范围,另搭配了二分频电路,以提供四相本地振荡信号给上、下变频综合混频器使用。
应用设计
CC2430的特性已超越了 IEEE802.15.4的规范,在选择性和灵敏度上具有优异的性能,使得在 2.4GHz ISM 波段上的不同设备更好的共存。并且在长距离范围内也可提供可靠的通信。

图4  CC2430 应用电路 
 
CC2430工作时的功耗很低,因为他结合了集成模块的低功耗特点,并根据不同的功率要求定义了四种不同的负载功率模式,且不同模式之间的转换切换速度很快。在数字部分,时钟分块控制技术用来减少动态的功率消耗,如果模块处于非激活状态,可以用关断电源的方法来获得超低的静态功耗(漏电所致)。
CC2430具有优异的射频性能和低功耗的特性。他具有充分的处理器带宽和存储器空间无论是对于ZigBee网络还是类ZigBee网络节点,包含协调器,路由和终端设备。(CC2430也适用于2.4GHz DSSS的专属网络或符合802.15.4的解决方案.)
CC2430具有广泛的应用,如建筑自动化,工业监控系统,无线传感器网络等。CC2430显示出了极高的性价比,使OEM可以简单快速地开发出复杂的无线网络产品,并且在系统中像使用单节点设备一样的可靠,因此,大大降低了产品进入市场的时间和产品的成本。

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shanliang
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