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新型ZigBee通訊芯片
日期:2007/2/1 14:51:46   作者:產(chǎn)通學(xué)院,365PR NET

2006年9月,ABI Research發(fā)表了依據(jù)IEEE 802.15.4通訊芯片供貨商之創(chuàng)新和執(zhí)行等重要參數(shù)進(jìn)行的比較結(jié)果。評估信息包括該廠商是否提供系統(tǒng)級SoC芯片、首款產(chǎn)品發(fā)布爾日期、當(dāng)前產(chǎn)品版本、傳送與接收功率、接收靈敏度、以及是上市公司或者私人公司等指標(biāo)。

表2 ZigBee新型芯片一覽
廠商                芯片                  傳輸頻率              備注
Atmel          AT86RF230            2.4GHz         Transceiver,使用eZeeNet
Ember          EM250                    2.4GHz         16bit SOC,使用EmberZNet
Ember          EM260                    2.4GHz        Transceiver,使用EmberZNet
Freescale     MC13213/13214     2.4GHz         8bit SIP,使用BeeStack
Freescale     MC13192                2.4GHz         Transceiver,使用BeeStack
Jennic          JN5139                   2.4GHz         32bit SOC
Microchip   MRF24J40             2.4GHz         Transceiver
OKI             ML7065                 2.4GHz         Transceiver和Integration公司合作推廣
RadioPulse  MG2400                 2.4GHz 
ST               SN260                     2.4GHz         Transceiver,使用EmberZNet
TI                CC2430                  2.4GHz          8bit SOC,使用F8 Z-Stack
Ubec           UZ2400                  2.4GHz          Transceiver

其中,德州儀器TI在2006年并購挪威Chipcon通訊公司而榮登榜首,而美商Ember及日商OKI位居第二及第三。Ember原是一家無線傳感網(wǎng)絡(luò)軟體解決方案的知名公司,后來取得Chipcon授權(quán)的IP,打上自家的品牌EM2420,隨后又與英國的射頻芯片設(shè)計公司合作,推出自己的單芯片,形成一家軟硬件完整解決方案廠商。

原本與Chipcon射頻芯片搭配的Atmel,由于Chipcon已經(jīng)走向SoC模式,不再需要Atmel微控制器的配合,因此Atmel也自行開發(fā)射頻芯片,成為具備完整硬件解決方案的公司。值得注意的是臺灣的達(dá)盛電子UBEC也名列榜中,而Freescale的芯片因耗電量效能問題,所以排名較后。此外,英商Integration Associates因并購CompXs而入榜。上述Chipcon、Ember、Freescale及CompXs為ZigBee發(fā)展平臺的先驅(qū),此四家平臺也是目前進(jìn)行測試認(rèn)證時所采用的黃金單元(Golden Units)。此外,英商Jennic號稱率先推出第一顆整合ZigBee系統(tǒng)單芯片的SoC,但因在耗電量及接收靈敏度上的效能問題而位居第十。

其余入榜的有德國ZMD及韓國RadioPulse等廠商。

(1)TI符合ZigBee 2006標(biāo)準(zhǔn)的Z-Stack參考平臺

德州儀器(TI)2007年1月推出業(yè)界首款符合ZigBee 2006標(biāo)準(zhǔn)的平臺。TI的Z-Stack搭配CC2420和CC2430通過ZigBee 2006認(rèn)證,成為業(yè)界第一套符合ZigBee 2006標(biāo)準(zhǔn)的兼容平臺。
Z-Stack達(dá)到了參考平臺(Golden Unit)水平,作為率先實(shí)施最新版ZigBee標(biāo)準(zhǔn)并通過兩家ZigBee認(rèn)證檢試實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立測試的平臺,該參考平臺的建立為未來ZigBee Compliant Platform (ZCP)認(rèn)證提供了參考點(diǎn)。CC2430是業(yè)界首款可提供上述超強(qiáng)特性的ZigBee SoC解決方案,它將領(lǐng)先CC2420 RF收發(fā)器的出色性能與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型MCU的8kB RAM與豐富的外設(shè)集完美結(jié)合。

(2)Microchip完整ZigBee協(xié)議平臺

Microchip在ZigBee的供貨商中一直以來都僅提供MCU解決方案,到了2006年底Microchip推出首款ZigBee RF收發(fā)器MRF24J40。

MRF24J40須配合MCU才能架構(gòu)ZigBee網(wǎng)絡(luò),Microchip對于推廣MRF24J40采用了2個策略:對于PIC系列的MCU,ZigBee協(xié)議棧是免費(fèi)下載,不需授權(quán)費(fèi)用,可以降低ZigBee產(chǎn)品的成本;推出自己的協(xié)議MiWi,MiWi的PHY層符合IEEE802.15.4,程序代碼只有10Kbytes,適合開發(fā)出特定應(yīng)用的WSN。

隨著MRF24J40收發(fā)器的推出,Microchip現(xiàn)在可通過加入僅需極少外部組件的高集成度射頻收發(fā)器,提供完整的ZigBee協(xié)議平臺。

(3)富士通無線方案WiLeKit

富士通微電子(上海)有限公司2007年6月推出了面向簡單應(yīng)用的2.4GHz 802.15.4/ZigBee演示套件WiLeKit。采用富士通特有的簡單網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議, WiLeKit支持IEEE 802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn),大大降低ZigBee無線互聯(lián)技術(shù)的復(fù)雜性, 使得任何人都可以輕易的將該無線設(shè)計引入其應(yīng)用之中。

WiLeKit演示套件包含五個終端設(shè)備(end device)和一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(PAN coordinator),從而使用戶得以建造一個用于應(yīng)用評估的簡單網(wǎng)絡(luò)。該套件可設(shè)定手動和自動模式。

(4)Atmel

Atmel在2004年5月推出Z-Link,此方案包含AT86RF210(RF收發(fā)器,頻率868/915MHz)及8位控制芯片AT86ZL3201,ZigBee協(xié)議棧則采用無線軟件供貨商Figure 8 Wireless的Z-Stack。但因Figure 8的技術(shù)被TI所收購,Atmel轉(zhuǎn)向與MeshNetics合作,并于2006年6月推出新一代AVR Z-Link,其中AT86RF230 RF收發(fā)器頻率采用2.4GHz,ZigBee協(xié)議棧則是采用MeshNetics的eZeeNet。

(5)Ember

Ember早期RF技術(shù)來自Chipcom,為了加強(qiáng)在ZigBee芯片的自主開發(fā)技術(shù),Ember于2004年3月收購英國CCL(Cambridge Consultants Ltd.)的ZigBee團(tuán)隊(duì)和知識產(chǎn)權(quán),利用此技術(shù)在2005年8月發(fā)表首顆ZigBee芯片EM250。Ember不僅是一家ZigBee芯片供貨商,同時也提供符合ZigBee V1.0通訊棧軟件EmberZNet,EmberZNet同時也獲得意法半導(dǎo)體(ST)和日立(Hitachi)采用。

目前,Ember針對ZigBee的解決方案發(fā)表了EM2420、EM250、EM260等三款芯片,其中EM250是一顆SOC采7mm×7mm QLP封裝,內(nèi)含16位控制器及EmberZNet。

(6)Freescale

Freescale在2004年推出ZigBee的Transceiver芯片MC13192(2.4GHz),并采用Figure 8 Wireless開發(fā)的Z-Stack為ZigBee軟件。為了提供低成本的解決方案,F(xiàn)reescale于2006年4月再提出SIP芯片,把收發(fā)器芯片、8位控制芯片HCS08和Figure 8 Wireless的Z-Stack(2007年改用BeeStack)合成SIP芯片MC13214,目前售價已經(jīng)降低到4.6美元以下。

(7)Jennic

Jennic是最早推出ZigBee SOC的廠商,2005年9月就發(fā)表了JN5121,并于2006年初開始量產(chǎn)。Jennic 2007年最新的ZigBee芯片是JN5139,JN5139采用32位RISC核心、傳輸頻率是2.4GHz,芯片內(nèi)含128bit AES加密器,采8×8mm 56腳QFN芯片封裝,目前100K顆的售價約3.5美元。Jennic于2006年5月通過兩項(xiàng)ZCP認(rèn)證測試。

(8)RadioPulse

RadioPulse是韓國的無晶圓廠半導(dǎo)體制造公司,成立于2004年4月。RadioPulse提供從SIP芯片到ZigBee協(xié)議棧軟件的ZigBee整合解決方案。較新的SIP芯片是MG2400,MG2400采用兼容于8051的核心,以方便8051使用者易于上手,內(nèi)含128bit AEC加密,采7mm X 7mm QFN包裝。

針對ZigBee協(xié)議棧,RadioPulse提供免費(fèi)的zPULSE以降低廠商成本,整體規(guī)格已有國際大廠水平。主要應(yīng)用市場包括無線自動抄表(AMR)、家庭網(wǎng)絡(luò)、工廠自動化,以及無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

(9)達(dá)盛(Ubec)

達(dá)盛是設(shè)計ZigBee芯片的臺灣公司,2006年3月推出UZ2400,UZ2400是一顆收發(fā)器芯片,因此須另外搭配MCU使用,2006年6月UZ2400采用臺灣的ZigBee協(xié)議棧通過ZCP認(rèn)證。2006年11月NEC結(jié)合自家的MCU和達(dá)盛的UZ2400及Skyley Networks的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),共同開發(fā)出ZigBee無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟、硬件開發(fā)工具,未來達(dá)盛將推廣該開發(fā)工具,協(xié)助OEM廠商及系統(tǒng)廠商快速、容易去開發(fā)ZigBee相關(guān)應(yīng)用。

(10)Intel
 
自從WSN的概念在1978年被提出來,2002年起Intel研究室和美國加州柏克萊大學(xué)開始研究WSN的相關(guān)技術(shù),稱為Intel Mote。Intel Mote 1采用的無線模塊是藍(lán)牙,但隨時IEEE 802.15.4規(guī)格的發(fā)表,Intel開發(fā)了Intel Mote 2并采用符合IEEE 802.15.4的無線傳輸芯片CC2420(TI/Chipcon所生產(chǎn))。

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