如何用无线MCU实现2.4GHz和Sub-1GHz频带的无缝连接

Other Parts Discussed in Post:CC1352P7, CC2652P, CC1352P, MIOTY, CC2651R3

作者：Kevin Koestler

Omdia 预计，低功耗无线微控制器 (MCU) 的出货量将在未来四年内翻一番，达到 40 亿件以上。MCU 大量上市将为无线连接带来比以往更多的机会，并越来越多地用于各种应用和技术中，包括低功耗 Bluetooth ®、Zigbee®、Thread、Matter、Sub-1GHz、Wi-SUN 和 Amazon Sidewalk。通过16 款全新的无线连接器件，我们可帮助您创新、扩展和加速无线连接的部署，不受连接对象或连接方式的影响。

灵活支持不同无线连接设计

设计过程的第一步是选择无线 MCU，即选择 MCU 平台和无线电，以及从众多通信协议中选择一项合适的协议。业内不仅有多种协议可选，而且每种协议都具有多种特性和上百种选项，所有这些都会让您不知所措。随着要求的提高或终端产品的增加，更新设备和软件来紧跟无线领域的发展趋势变得不再简单。因此，应选择一款既适用于第一代产品又适用于未来产品的无线 MCU。

着眼于未来的设计可提供升级或扩展产品的灵活性，同时可重复使用现有投资，充分缩短设计周期并优化产品成本。更低功耗、更小尺寸、集成和新协议特性等全新的技术功能正在增加无线应用的数量。资产跟踪器、消费类可穿戴设备和远距离安防系统等产品都需要 MCU 平台提供各种不同的功能。

实现多协议系统

无线连接设计需要在不同类型的终端设备之间实现无缝通信。例如，在大型公寓楼的安防系统中，使用多个无线设备协同工作以保护居民。如果您正在设计具有简单传感器和复杂网关的完整系统解决方案（如图 1 所示），您需要一系列无线 MCU 来满足设计中的各种内存、功率和成本要求。

公寓楼的第一层安防措施是在每个公寓入口安装智能电子锁。多协议电子锁可使用 Sub-1GHz 作为远距离通信协议，并使用低功耗蓝牙进行配置，通过中央安全网关对每个公寓进行统一控制和监控。在这一层，必须考虑内存大小，尤其是在设计多协议应用时。

SimpleLink 多协议 CC1352P7 无线 MCU 非常适合同时应用 Sub-1GHz 和低功耗蓝牙协议的场景，具有 704kB 的闪存和集成功率放大器，可扩大范围以覆盖大型楼宇。未来升级电子锁应用时可能需要额外的内存，用于实现无线固件更新或最新协议规范所支持的功能，例如用于增加覆盖范围的低功耗蓝牙的编码物理层。

我们来看看另一个应用示例：图 2 所示的供暖、通风和空调 (HVAC) 系统。同样，不同类型的终端设备需要相互通信。考虑到在系统中采用恒温器，并通过添加远距离温度传感器来增强其效果，便于用户按房间监控和自定义温度。

对于恒温器网关，SimpleLink 多协议 CC2652P 或 CC1352P 无线 MCU 通过动态多协议管理器支持使用并发协议，同时具有 352kB 的闪存和 88kB 的安全随机存取存储器，可支持 Sub-1GHz、Zigbee 或低功耗蓝牙堆栈。为了降低温度传感器的成本，TI 设计了 SimpleLink 单协议 CC2651R 及CC1311R 无线 MCU 用于注重成本的应用。

恒温器和温度传感器在内存、尺寸和价格等特性方面具有不同的复杂性和要求，这证实了为什么选择价位合适、具有合适功能的无线 MCU 至关重要。它为初始设计过程和未来创新提供了自由。CC2562R、C2652P 和 CC2651P 具有预认证的系统级封装选项，可缩短上市时间。此外，无线 MCU 之间的软件兼容性对于优化投资和跨多代产品或库存单位的重复使用至关重要。

节省设计时间和投资成本

表 1 包含16 款全新无线 MCU（2021 年全年发布）的更多详细信息。如您所见，您可以选择闪存从 352kB 至最高 704kB的Sub-1GHz 或 2.4GHz 的产品，同时保持相同的封装尺寸和应用程序编程接口。

器件型号	说明	支持的技术	闪存	SRAM +缓存内存
CC1312R7	Sub-1GHz 的无线 MCU	Wi-SUN Amazon Sidewalk TI 15.4 协议栈 专有射频 (RF)	704kB	152kB
CC1352P7	具有集成功率放大器的多协议和多频带无线 MCU	Wi-SUN Amazon Sidewalk Zigbee Thread 低功耗蓝牙 5.2 TI 15.4协议栈 专有射频	704kB	152kB
CC2652R7	更高内存、多协议无线 MCU	Matter 低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	704kB	152kB
CC2652P7	具有集成功率放大器的更高内存、多协议无线 MCU	Matter 低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	704kB	152kB
CC2672R3	多协议和多频带无线 MCU	Zigbee Sub-1GHz 低功耗蓝牙 5.2	352KB	88kB
CC2672P3	具有集成功率放大器的多协议和多频带无线 MCU	Zigbee Sub-1GHz 低功耗蓝牙 5.2	352KB	88kB
CC2652RSIP	7mm x 7mm 系统级封装无线模块	低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	352KB	88kB
CC2652PSIP	具有集成功率放大器的系统级封装模块	低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	352KB	88kB
CC1311R3	7mm x 7mm 低成本、单协议Sub-1GHz 无线 MCU	Mioty TI 15.4协议栈 专有射频	352KB	40kB
CC1311R3	采用更小封装且具有 22 个通用输入/输出的 5mm x 5mm 低成本、单协议Sub-1GHz 无线 MCU	Mioty TI 15.4协议栈 专有射频	352KB	40kB
CC1311P3	具有集成功率放大器的低成本、单协议Sub-1GHz无线 MCU	Mioty TI 15.4协议栈 专有射频	352KB	40kB
CC2651R3	7mm x 7mm 低成本、单协议无线 MCU	低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	352KB	40kB
CC2651R3	5mm x 5mm 低成本、单协议无线 MCU	低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	352KB	40kB
CC2651P3	具有集成功率放大器的 7mm x 7mm 低成本、单协议无线 MCU	低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	352KB	40kB
CC2651P3	具有集成功率放大器的 5mm x 5mm 低成本、单协议无线 MCU	低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	352KB	40kB
CC2651R3SIPA	具有集成天线的系统级封装模块	低功耗蓝牙 5.2 蓝牙网状网络 Zigbee 3.0 Thread 专有 15.4协议	352KB	40kB

表 1：SimpleLink无线 MCU产品系列中的全新器件

适应未来需求的可拓展性

选择无线 MCU 时，您不仅要为当前设计选择平台和无线电，还要为将来的设计做准备。通过16 款全新的无线连接器件，TI品类丰富的产品系列涵盖了先进技术以及直观的开发工具和软件，可让您连接任何价位合适、具有合适功能的设备。

当您设计的解决方案需要满足不断变化的无线连接需求时，实现自由灵活至关重要。没有人是一座孤岛，您准备好与我们的互联世界一起前行了吗？

审核编辑：金巧