旨在满足复杂物联网要求的无线 MCU

引言

随着物联网设备的普及，全世界的互联程度越来越高，设计工程师需要使用无线 MCU 来满足其关键的系统要求，例如：

• 低功耗
• 安全性
• 现场可升级性
• 可扩展性

本文将讨论 CC13x4/CC26x4 系列 SimpleLink™ 无线 MCU 如何帮助设计人员克服这些挑战并更快地将其物联网设备推向市场。

SimpleLink CC13x4/CC26x4 系列包含多种器件和配置，旨在满足不同的应用和设计要求，因为万能型的设计方法是不存在的。不过，在了解此系列中的每个器件之前，先讨论这些器件如何帮助简化物联网设计。

低功耗

许多应用将众多的传感器分散在整个建筑物中，但这些传感器需要定期充电，使得这种部署失去可行性，由此激发了对现代物联网设备的低功耗待机和低功耗运行要求。理想的物联网设备应该使用小电池并且可持续使用数年。

微控制器 (MCU) 通常是物联网设备中使用的“大脑”，很大一部分功耗是由它们导致的。根据 MCU 技术的不同，功耗可能随温度的变化而差异巨大，这意味着更高的温度会导致设备耗尽电池能量并导致最终米6体育平台手机版_好二三四的工作寿命缩短。

TI 的技术可解决这两个问题：功率极低且在温度范围内保持稳定的低功耗，参阅图 1。

图 1 低待机功耗

图 1 对比某些同类米6体育平台手机版_好二三四，显示了 TI 无线 MCU 的典型待机电流。TI 器件在 25°C 至 85°C 的温度范围内保持稳定，但您显然可以看到，同类器件并非如此。

您可能会认为，“我的米6体育平台手机版_好二三四用于有空调的室内应用，不会达到很高的温度”。请考虑这样一个例子，客户的 HVAC 恒温器安装在面向太阳的墙壁上。服务该区域的 HVAC 装置一直工作，而服务其他区域的装置则不这样。客户发现，由于没有百叶窗，阳光直射到恒温器上，温度指示受到影响。一旦增加了百叶窗，问题就解决了。如果不知道终端客户要在何处安装物联网设备，那么所有装置都必须做好高温准备。

我们的数据表中有些数字突出显示了 CC13x4/CC26x4 系列的低功耗：

• 3.67mA 有源模式，以 48MHz 运行 CoreMark®
• 76µA/MHz，以 48MHz 运行 CoreMark
• 0.98µA 待机模式，同时保持实时时钟运行并保存有数据的 256KB SRAM
• 0.17μA 关断模式，引脚唤醒

为了节省更多电量，此系列无线 MCU 包含一个称为传感器控制器的模块。它可用于监控外部事件，传感器控制器中使用的专用超低功耗 16 位 MCU 可用于在主 MCU 睡眠时处理模拟和数字传感器。由于它可以配置为在不同的时钟速度下工作，因此您可以灵活地选择更适合最终应用的模式。

为了说明我们的传感器控制器的优势，请思考一种必须使用 SPI 从数字传感器读取 18 个字节的应用（参阅表 1）。以 48MHz 运行的典型 M-33 MCU 如果每秒唤醒一次，则消耗 2.4µA；如果每秒唤醒 20 次，则消耗 25.4µA；如果每秒唤醒 100 次，则消耗 119µA。使用 TI 传感器控制器模块，设计人员可以让主 MCU 处于睡眠状态，只使用传感器控制器，根据时钟（上例中为 24MHz 或 2MHz），可以看到显著的功耗降幅。

图 2 使用传感器控制器的典型应用中的功耗

图 2 显示了三种典型应用，即流量计量（工业智能电网）、运动检测器（用于家庭和商业楼宇自动化）和恒温器（用于家庭和商业楼宇自动化），其中传感器控制器可帮助工程师延长米6体育平台手机版_好二三四的电池寿命。根据应用的不同，执行相同的任务时，使用传感器控制器与使用主 MCU 相比，WMCU 功耗可降低至 1/40。

有关如何更好地使用传感器控制器的更多详细信息，请参阅采用 CC13x2 和 CC26x2 传感器控制器的超低功耗设计。

安全性

无线米6体育平台手机版_好二三四的激增使得黑客更加关注这些米6体育平台手机版_好二三四。为了让设计人员能够应对由此带来的挑战，TI 新一代无线 MCU 中使用的主 MCU 是采用 TrustZone® 技术的 Arm® Cortex®-M33。Arm M33 是一款兼具低功耗和安全特性而且成本非常低的 MCU。

采用此方法，应用可在隔离出的安全分区中执行安全关键型功能，其余部分则在非安全分区中执行。这种可信的执行环境通过防止从非安全环境恶意访问，提高了安全功能和资产（包括加密密钥/操作和私人信息）的安全性。

此器件还具有防回滚保护功能，可防止在上传新固件版本后安装旧固件版本（以及潜在的不安全版本）。

现场可升级性

制造商可能出于不同的原因需要更新米6体育平台手机版_好二三四内部的固件，例如添加新功能、提高安全性等。

TI 无线 MCU 具有片上无线更新功能，使得制造商能够轻松更新米6体育平台手机版_好二三四。但一个重要的问题是：无线 MCU 是否有足够的内存支持在当前版本运行时下载新版本？

CC13x4/CC26x4 系列无线 MCU 配备 1MB 闪存和高达 296KB 的 SRAM。这些器件上可用的内存量可支持 Amazon Sidewalk、Wi-SUN™、Matter、Thread、Zigbee® 和 mioty 等协议。

可扩展性

要考虑的方面有两个：硬件和软件。我们深知，保护客户为 Simplelink 平台开发米6体育平台手机版_好二三四的投资对于他们很重要。

CC13x4/CC26x4 系列无线 MCU 通过与采用 7x7 封装的前代 SimpleLink 无线 MCU 实现引脚对引脚兼容以及 API 兼容，帮助工程师继续使用此平台。

图 3 显示了 32KB 闪存到最高 1MB 闪存的器件的兼容性。

图 3 引脚和 API 兼容性

• CC1314R10 – Sub1GHz WMCU，支持 Wi-SUN、Amazon Sidewalk、mioty、无线 M-Bus、IEEE 802.15.4、6LoWPAN、专有协议（包括 TI 15.4 2.4GHz stack）
• CC1354R10 – 双频带 WMCU，支持 Wi-SUN、Amazon Sidewalk、mioty、无线 M-Bus、Thread、Zigbee、Bluetooth® 5.2 LE、Matter、IEEE 802.15.4、6LoWPAN、专有协议（包括 TI 15.4 stack）和并发多协议管理器 DMM
• CC1354P10 – 具有集成功率放大器 (+20dBm) 的双频带 WMCU，支持 Wi-SUN、Amazon Sidewalk、mioty、无线 M-Bus、Thread、Zigbee、低功耗蓝牙 5.2、Matter、IEEE 802.15.4、6LoWPAN、专有协议（包括 TI 15.4 stack）和并发多协议管理器 DMM
• CC2674R10 – 2.4GHz WMCU，支持 Thread、Zigbee、低功耗蓝牙 5.2、IEEE 802.15.4、6LoWPAN、专有系统（包括 TI 15.4 2.4GHz stack）和并发多协议管理器 DMM
• CC2674P10 – 2.4GHz WMCU，支持 Thread、Zigbee、低功耗蓝牙 5.2、IEEE 802.15.4、6LoWPAN、专有系统（包括 TI 15.4 2.4GHz stack）、并发多协议管理器 DMM 和大功率集成 20dBm PA

现在您已经熟悉了我们的 CC13x4/CC26x4 系列的整体特性和优势，请下载免费 SDK 并订购一个评估板。您将准备好开始新的开发工作。

请记住，挑战始终存在，米6体育平台手机版_好二三四 (TI) 的创新米6体育平台手机版_好二三四将随时助您梦想成真。