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高性能Zigbee射频前端模组HPD28系列介绍与工作特性

 

一、HPD28系列简介

高性能Zigbee射频前端模组HPD28系列,是针对2.4GHz ISM频带的第二代Zigbee/IEEE 802.15.4 RF收发模组。该模组基于TI CC2520 RF芯片开发,可实现最佳的连接性/共存性与优异的链路预算,可满足各种应用对于Zigbee/IEEE 802.15.4与专有无线系统的要求,其中包括工业监控、家庭与楼宇自动化、机顶盒、远程控制以及无线传感器网络应用。HPD28系列为各种应用提供了广泛的硬件支持,其中包括数据包处理、数据缓冲、突发传输、数据加密、数据认证、空闲通道评估、链接质量指示以及数据包计时信息等,从而降低了主机控制器上的负载。

HPD28系列支持Zigbee/IEEE 802.15.4,适应DSSS基带,250kpbs数据速率的Modem,拥有-98dBm的接收灵敏度,可编程输出功率达+5dBm,具有103dB链路预算(支持400m可视范围)以及50dB相信通道抑制,电源电压范围为1.8V至3.8V,工作温度范围为-40℃~+125℃。

HPD28系列的微控制器支持数字RSSI/LQI,可以自动以CS-MA/CA清除信道,自动CRC,768位的RAM来进行缓冲和安全处理,充分支持MAC安全模式,4路SPI接口,6路可配置的I/O引脚端,有中断发生器,帧滤波器和处理引擎,随机数据发生器。而且还可以提供时钟输出。模块采用16*16mm贴片封装和16*22mm贴片封装(含IFA天线)。

 

二、HPD28系列的工作特性

HPD28系列模组是一个采用微控制器控制的模组,通过SPI和一些GPIO引脚端与微控制器相连,内部结构框图如图1所示。微控制器传送指令到HPD28模组,指令解码器负责执行指令或者把指令传递到其他的模块中去。

微控制器一般情况下都与一个或者更多的GPIO引脚端相连。在设置好寄存器的基础上,每个引脚的功能都由I/O模块独立的控制,这样可以从GPIO引脚端上观测到大量的内部信号。GPIO引脚端同样也可以设定成输入脚,被用来触发某些特定的执行指令,通常在微控制器需要来控制定时指令时,就可以采用这种方式。RAM模式包括用来接收和传送FIFOs和暂时储存其他数据的存储器,对于一般存储器存取和FIFO存取都有独立的指令来操作。数据处理部件(DPU)是用来执行更高级的指令。DPU包括一个AES核,它在执行安全指令时使用。同样,DPU也执行内存管理(复制、增值等等)。Clock/Reset模式产生内部时钟和复位信号。

RF内核包括支持和控制一系列模拟无线通信的子模块。FSM子模块控制无线收发器状态、发送器和接收器的FIFOs、动态控制模拟信号如模拟模块的电源升高/降低。FSM一般用来提供正确进程(例如,在接收之前执行一项FS标准)。同时,它也用来处理来自解调器的输入帧:包括读帧的长度,计算接收的字节数,检查FCS,选择性处理在成功的接收帧之后的ACK帧的自动传送。在传送之前执行可选择的CCA的TX模式和在传送结束后,自动进入RX模式来接收ACK帧。FSM控制在调制器/解调器和在随机存储的FXFIFO之间的数据传输。调制器按照IEEE 802.15.4标准,传送原始数据到发射器DAC。解调器从接收信号中取回发送的数据。接收器部分采用自动增益控制(AGC),AGC调节模拟LAN获得的信号,以便接收器的信号水平接近常数。帧过滤和源匹配支持RF核的FSM遵循IEEE 802.15.4标准完成所有的操作,它执行所有操作需要帧过滤器与源地址匹配。

图1

 

三、HPD28系列的应用电路

图2

四、HPD28系列的产品外形图

HPD28

 

HPD28_ANT

HPD28AP_ANT