IEEE 802.15.4 芯片的協議選擇

今天我想和大家討論一下基于 IEEE 802.15.4 網絡解決方案時系統構架的選項問題。

凡事總有先后。如果由于電力企業強制規定或者同一條或多條 LCD 電視產品線 RF4CE 通用性問題，您的項目要求符合 ZigBee®-Smart Energy 標準等，則您不應考慮網絡協議，因為符合某種具體標準的需求已經或多或少地存在了。這種情況下，您的時間和努力應該集中到廠商和硬件的選擇上，認真考慮您將獲得的軟件的成熟性、所有芯片供應商隱性成本，以及進行開發時您希望獲得什么樣的工具和系統級支持。但是，如果您不受合作伙伴關系、兼容性要求或者做設計決策的非技術類微管理領導的拖累，則肯定有許多基于系統屬性、要求或預期功能以及性能要求的選項可供選擇。

如果您的系統在網絡有兩個設備，那么懇請您一定不要把事情搞復雜了。在努力幫助構建一個消費類 ZigBee 網狀網絡的網絡啟動順序時，才發現實際上系統中只有兩個設備，通信距離至多十英尺，并且以初始默認配置協同工作。沒有什么事情比這更令人沮喪了。不管是僅點對點、一對多還是多跳轉都必須支持通信。大多數芯片廠商都提供一系列的網絡協議選項，范圍從只配置無線電設備并具有基本通信接口的基本專有軟件，到更復雜的ad-hoc（可能為多跳轉專有或標準協議，如：ZigBee 或 6LoWPAN 等）。我建議，即使在這種簡單的情況下，您也要根據最簡單的情況來考慮您的要求。其中，設備預編程為一種固定網絡，具有固定的尋址和預配置配對。對更加活躍的情況而言，其設備都預先相互不了解。或者，如果您的設備必須動態地建立一個唯一的網絡標識符，則必須配對（通常與一些安全限制）。無論專有（例如：TI 的 SimpliciTI 協議等）還是標準（例如：ZigBee或RF4CE等），所謂的“初始默認配置”協議都有一些既有方法來完成這些任務。您必須認真考慮協議是否符合您的系統要求。

除讓您的系統/產品要求與適合的網絡協議匹配以外，在身陷其中以前請先了解您擁有的資源和設計能力。對于一些產品專家而言，他們沒有從頭開始建立一種解決方案的 RF 布局和軟件網絡經驗，因此我建議找一家模塊供應商。這些模塊可以提供混入 (drop-in) FCC，或者合格的預編程解決方案。其通過 UART、SPI 或者其他器件，允許您設置具體參數（例如：網絡 ID、信道、應用端口標識符等）、連接網絡、搜索并配對另一個設備以及發送/接收基本應用數據，從而提供一種簡單的 API。使用模塊會有協議限制，并且單塊器件的成本也更高，但對于更低的產品產量（低于 50K）而言，我們發現模塊的成本遠不只是彌補了 RF 布局、設計、裝配和檢測以及軟件開發和測試的 NRE 成本。

無論您從頭開始還是從一個已有解決方案“剪切-粘貼”來建立一種定制解決方案，我都希望您在開發過程中能有最佳的運氣，也希望這篇簡短的文章在您開始以前能在一些關鍵方面給您一些啟示。

作者：Brian Blum，德州儀器 (TI)