Новации и изменения в номенклатуре интегральных схем Atmel для беспроводной передачи данных в УВЧ ISM диапазоне

С момента выхода последней публикации на эту тему "Микросхемы корпорации Atmel для построения систем передачи данных на ультравысоких частотах" Atmel внесла существенные коррективы в выпускаемую номенклатуру интегральных схем для беспроводной передачи данных в нелицензируемых радиочастотных диапазонах. Об этих коррективах и будет рассказано в данной статье…

1. Общая характеристика номенклатуры интегральных схем Atmel для построения систем передачи данных на ультравысоких частотах в ее современном виде

Продукция, которая рассчитана на работу в лицензируемых частотных диапазонах ISM, по классификации Atmel теперь может быть найдена в четырех категориях (ранее были только две первые категории):

SmartRF;

Automotive Control (управление в автомобилях);

High Power ISM Transceivers (ISM трансиверы высокой мощности);

ZigBee.

Если изучить структуру каждой категории, то выясняется факт, что в существовавших ранее первых двух категориях произошли существенные изменения, заключающиеся не только в появлении новой продукции, но и в перегруппировке выпускаемой ранее и новой продукции. Итак, первоначально семейство SmartRF представляло всего лишь две микросхемы: AT86RF401 (микроконтроллер AVR + УВЧ передатчик) и трансивер AT86RF211. Теперь эти микросхемы вытеснены из этой категории, а замещены прочими компонентами, которые ранее не входили в это семейство. При этом, если AT86RF211 в виде своей модернизированной версии AT86RF211S мигрировал в 3 категорию, то к великому огорчению AT86RF401 исчез вообще с сайта компании.

Если Вы не обнаружили каких-либо компонентов, которые использовали ранее, - не отчаивайтесь, многие из них выпускаются в виде обновленных версий с новым префиксом "АТА". Например, передатчик U2745B сейчас выпускается под названием ATA2745. В таблице 1 приведен перечень интегральных схем, по которым были внесены коррективы в наименования.

Таблица 1. Изменения в названиях интегральных схем

Прим.:

Микросхема AT86RF211S поддерживает новые возможности, но в состоянии поставки она полностью идентична AT86RF211.

ATAM862 отличаются от T48C862 только технологией энергонезависимой памяти программ, ЭСППЗУ заменено на флэш-память.

На рисунке 1 Вы найдете всех текущих представителей номенклатуры микросхем Atmel для передачи данных в УВЧ-диапазоне с разделением по частотному диапазону. На этом рисунке красным цветом выделены новинки, а зеленым - компоненты с обновленным наименованием Номенклатура микросхем УВЧ-диапазона корпорации Atmel

2. Категория SmartRF

Теперь к категории SmartRF относятся все выпускавшиеся ранее и новые интегральные схемы одноканальных АМн и/или ЧМн передатчиков/приемников/трансиверов, за исключением тех, которые имеют ярко выраженное автомобильное предназначение. Как было сказано ранее из этой категории "выпали" передатчик со встроенным ядром AVR AT86RF401 и многоканальный программируемый трансивер AT86RF211.

В этой категории появился ряд новых семейств и самостоятельных представителей. Информация по ним приведена в таблице 2, а в таблице 3 приведены краткие технические характеристики всех представителей категории SmartRF.

Таблица 2. Новые представители семейства SmartRF

Таблица 3. Характеристики представителей семейства SmartRF

Прим.:

1) Уточните в документации возможность удвоения указанного значения скорости при использования кодирования NRZ.

2) ATAR862 - версия с ПЗУ, ATAM862 - перепрограммируемая версия с флэш-памятью.

3. Категория "Automotive Control"

В данную категорию входят все интегральные схемы, которые могут применяться в автомобильных электронных устройствах, в т.ч. передатчики, приемники и трансиверы для УВЧ частотных диапазонов ISM, которые являются основой автомобильных устройств для реализации таких функций, как пассивный или бесключевой вход в автомобиль, контроль внутришинного давления. Необходимо обратить внимание, что ряд компонентов из этой категории также входят и в категорию SmartRF, при этом наблюдается и некоторая нелогичность. Так, например, из документации на трансиверы ATA5823, ATA5824 следует, что они являются усовершенствованной версией соответствующих трансиверов семейства ATA542x, отличаясь в развитии функциональных возможностей, но, тем не менее, входят в разные категории продукции.

В таблице 4 Вы найдете информацию по новинкам из данной категории, а в таблице 5 - краткие технические характеристики всех представителей.

Таблица 4. Новые представители категории продукции "Automotive Control"

Таблица 5. Характеристики представителей категории продукции "Automotive Control"

4. Категория "High Power ISM Transceivers"

Это новая категория продукции, которую на данный момент представляет одна интегральная схема AT86RF211S. Как было сказано выше AT86RF211S - модернизированная версия популярного трансивера AT86RF211. В состояние поставки AT86RF211S является полностью совместимой заменой своего предшественника, а после программной активизации бита ADDFEAT становятся доступными новые возможности. К их числу относятся:

Повышенная до 100 кбит/сек скорость передачи данных (ранее максимальная скорость была равна 60 кбит/сек).

Слаботочный режим с работающим кварцевым генератором. Позволяет избавиться от необходимости применения отдельного кварцевого резонатора микроконтроллера.

Улучшенное быстродействие схемы контроля уровня принимаемого сигнала (RSSI): период преобразования АЦП может быть снижен с 12 до 1.5 мкс, что позволит более быстро сканировать канал.

Возможность применения кварцевого резонатора 20.5МГц, при этом, частота фильтра ПЧ1 остается на уровне 10.7МГц. Это позволит с одной стороны синхронизировать управляющий микроконтроллер высокой частотой, а с другой стороны использовать недорогие и легкодоступные компоненты.

Ранее неиспользуемый вывод 17 теперь именуется "Выход цифрового сигнала" DIGOUT и может использоваться несколькими способами:

- поделенная частота XTAL, опорная синхронизация;

- определение несущей, когда уровень RSSI ниже предустановленного порога;

- индикатор работы кварцевого генератора XTO;

- сигнал частотой 455 кГц из дискриминатора ФАПЧ;

- индикатор режима приема;

- опорная синхронизация частотой 1 кГц для таймера возобновления работы;

- индикатор детекции захвата ФАПЧ для основного блока ФАПЧ.

Возможным основанием для перевода AT86RF211S в отдельную категорию может быть тот факт, что данный трансивер отличается от всех прочих рассматриваемых компонентов возможностью беспроводной передачи данных на расстоянии до 250 м за счет повышенной выходной мощности. Кроме того, уникальной особенностью данной микросхемы является возможность динамического программирования рабочей частоты передачи с шагом 200Гц. Технические характеристики микросхемы приведены в таблице 6.

Таблица 6. Характеристики представителей категории продукции "High Power ISM Transceivers"

5. Категория ZigBee

В данную категорию входит продукция, на основе которой могут быть реализованы системы беспроводной передачи данных по стандарту 802.15.4/ZigBee. В качестве радиочастотного интерфейса Atmel предлагает трансивер Z-Link AT86RF230. Он представляет собой маломощный высокочувствительный трансивер для частотного диапазона 2.4 ГГц. Чувствительность приема - 100 дБ и мощность передатчика 3 дБм данного трансивера выводят его в лидеры среди аналогичной продукции прочих компаний. За счет увеличения дальности связи может быть снижено общее количество узлов в сети, позволяя сэкономить 60% стоимости системы, работающей по стандарту 802.15.4. В качестве компаньона к данному трансиверу Atmel предлагает использовать 8-разрядные микроконтроллеры AVR (для этого в трансивере предусмотрен последовательный интерфейс SPI).

Следует выделить, что среди прочих трансиверов для диапазона 2.4ГГц AT86RF230 характеризуется наиболее простой схемой включения. Также как и большинство рассмотренных новинок AT86RF230 поставляется в миниатюрном корпусе QFN (32 вывода).

Выводы:

Основные изменения в номенклатуре продукции для построения систем беспроводной передачи данных в УВЧ ISM диапазоне можно свести к следующему:

внесены коррективы в наименования микросхем (передатчики и приемники);

выполнена пересортировка по категориям продукции, в т.ч. новым;

выпущены новые оптимизированные версии некоторых микросхем, например, новые приемники в миниатюрных корпусах QFN с возможностью работы в составе 3В-ых систем;

обновлена номенклатура трансиверов: добавлены трансиверы с интегрированным протокольным стеком и трансиверы для частотного диапазона 2.4ГГц.

Несмотря на попытки Atmel пересортировать по новым и старым категориям продукции все рассмотренные интегральные схемы, их все-таки, в случае разработки коммерческих и промышленных приложений беспроводной передачи данных, можно рассматривать как альтернативы друг-другу.

Прослеживающиеся нелогичности текущей классификации продукции и наличие множества идентичных по функциональным возможностям компонентов (в ряде случаев отличия межу приемниками, передатчиками, трансиверами сводятся к корпусным исполнениям и незначительным отклонениям в рабочих характеристиках) позволяют предположить, что в ближайшее время будет выполнена дальнейшая оптимизация номенклатуры рассмотренных компонентов.

Еще раз следует обратить внимание на исчезновение с сайта компании микроконтроллера со встроенным УВЧ передатчиком AT86RF401. На данный момент единственными РЧ-микросхемами со встроенным микроконтроллером AVR являются специализированные микросхемы для систем контроля внутришинного давления ATA628x.