面向嵌入系統的480Mb/s無線UWB鏈路

如果預計產量太低，不足以分擔采用標準ASIC的開發成本，而功耗和成本又不允許采用FPGA，愛特梅爾公司的CAP可定制應用處理器顯然就是最合適的選擇(見圖7)。這款基于ARM技術的微控制器具備所有常用的外設和標準Atmel ARM微控制器的軟件驅動程序，外加實現用戶定制功能的金屬可編程邏輯區域，可在CAP金屬可編程區域實現UWB-MAC和其他定制IP核，類似于門陣列。該微控制器的其他標準外設如外部總線接口(EBI)，可用于控制SDRAM，可以避免增添內存控制器的技術風險和成本。

圖7 使用帶有金屬可編程模塊的Atmel CAP9可定制微控制器實現UWB-MAC

為便于UWB應用開發，愛特梅爾公司提供一款CAP UWB評測工具套件(見圖8)。CAP9器件的固定部分是一個標準的微控制器，該微控制器與一個用于仿真金屬可編程模塊的高密度FPGA耦合。用戶可以快速配置這款評測工具套件，仿真目前正在開發的設計，在FPGA中實現UWB MAC和其他專用邏輯。在擴展板卡上實現UWB物理層。CAP UWB評測工具套件與一臺運行業界標準ARM開發工具的PC連接，以完成系統開發和調試。這樣的開發方式允許軟硬件開發并行，從而大幅縮短開發時間。當系統經全面調試后，將UWB MAC和專用邏輯重新映像到CAP的金屬可編程模塊中，提供了組件數目較少的完整的UWB收發器。這種低成本、中等數量UWB解決方案非常適合嵌入式系統開發。

圖8 帶UWB陸離層和天線的CAP開發板

3 在控制器軟件中實現的無線USB協議
采用UWB-MAC和微控制器的USB主機/設備控制器硬件模塊，就可實現無線USB主機或設備。

雖然UWB-MAC和USB-MAC/PHY的第1層和第2層是由硬件實現的，但無線USB協議卻可以軟件形式在第3層實現。

圖9 無線UWB實施方案的層結構模型

同樣，也可在采用無線通信的工業自動化設備中實現以太網到UWB的網橋。

結論
UWB技術可以實現較短的傳輸延遲和高傳輸速率，且功耗小，電磁輻射低。而且，即便移動電話和WLAN傳送器鄰近工作，UWB的無線鏈路也非常牢靠。在這些方面，它優于WLAN鏈路。

UWB-MAC模塊繞過USB接口或無線USB驅動器，因而能夠實現延遲短、鏈路速度快的完整UWB網絡。