Версия для печатиДля разработки и быстрого внедрения продукции на базе радиомикросхем стандарта IEEE802.15.4/ZigBee компания Freescale выпускает более 20 типов отладочных наборов, предлагает более 10 разнообразных Reference Designs, а также необходимое программное обеспечение.
Информация о средствах отладки и проектирования беспроводных устройств на базе стандарта IEE802.15.4/ZigBee включает в себя несколько разделов:
Аппаратные отладочные средства разработки
Reference Designs (схемотехника, топология ПП, Gerber, сборочные чертежы, BOM) и примеры разработок
Аппаратные отладочные средства разработки
Перечень доступных отладочных комплектов для микросхем стандарта IEEE802.15.4/ZigBee
| Номер для заказа | Наименование | Состав | Микро контроллер | Радио модем |
|---|---|---|---|---|
| 13192RFC-A00 | 13192 RF дочерняя плата | 13192-RFD - 1 шт. | - | MC13192 |
| 1320XRFC | 13202 RF дочерняя плата | 1320x-RFD - 1 шт. | - | МС13202 |
| 13192DSK-A0E | 13191/92 Стартовый комплект разработчика | 13192-SARD - 2 шт. | MC9S08GT60 | MC13192 |
| 13192DSK-BDM-A0E | 13191/92 Стартовый комплект разработчика | 13192-SARD - 2 шт. USBMULTILINKBDM - 1 шт. | MC9S08GT60 | MC13192 |
| 13192EVB-A0E | 13193EVB-A00 Комплект разработчика | 13192-EVB - 2 шт. | MC9S08GT60 | MC13192 |
| 13192EVB-BDM-A0E | 13193EVB-BDM Комплект разработчика | 13192-EVB - 2 шт. USBMULTILINKBDM - 1 шт. | MC9S08GT60 | MC13192 |
| 13192EVK-A0E | 13192EVK-A0E Оценочный комплект | 13192-SARD - 2 шт. 13192-EVB - 3 шт. USBMULTILINKBDM - 1 шт. Sniffer - 1 шт. | MC9S08GT60 | MC13192 |
| 13192EVK-SFTE | 13192EVK-SFTE Оценочный комплект | 13192-SARD - 2 шт. 13192-EVB - 3 шт. USBMULTILINKBDM-1шт. Sniffer - 1 шт. ZigBee license | MC9S08GT60 | MC13192 |
| 1321XDSK | MC1321x Комплект разработчика | 13213-SRB - 2 шт. | МС13213 | |
| 1321XDSK-BDM | MC1321x Комплект разработчика | 13213-SRB - 2 шт. USBMULTILINKBDM - 1 шт. | МС13213 | |
| 1321XNSK | MC1321x Комплект разработчика | 13213-SRB - 2 шт. 13213-NCB - 1 шт. | МС13213 | |
| 1321XNSK-BDM | MC1321x Комплект разработчика | 13213-SRB - 2 шт. 13213-NCB - 1 шт. USBMULTILINKBDM - 1 шт. | МС13213 | |
| 1321XEVK | MC1321x Оценочный комплект | 13213-SRB - 4 шт. 13213-NCB - 3 шт. USBMULTILINKBDM - 1 шт. Sniffer - 1 шт. | МС13213 | |
| 1321XEVK-SFTW | MC1321x Оценочный комплект | 13213-SRB - 4 шт. 13213-NCB - 3 шт. USBMULTILINKBDM - 1 шт. Sniffer - 1 шт. ZigBee license | МС13213 | |
| M68EVB908GB60E | MC9S08GB60 Оценочная плата (EVB) | M68EVB908GB60E - 1 шт. | MC9S08GB60 | Поддержка плат 13192RFC и 1320xRFC |
| USBMULTILINKBDME | Microcontroller programmer for HC(S)08/RS08 Cores | USBMULTILINKBDM - 1 шт. | - | - |
| M5282ZIGBEE | ColdFire MCF5282 ZIGBEE Демонстрационный комплект | Data Concentrator Module-1 шт. Pressure Remote Data Collector - 1 шт. Digital I/O Remote Data Collector - 1 шт. Accelerometer Data Collector - 1 шт. | MCF5282CVF66, MC9S08GT60CFB | MC13192 |
| M5213EVBE | Отладочная плата | M5213EVB - 1 шт. P&E BDM interface cable - 1 шт. | MCF5213 | MC13192 |
| M5208EVBE | MCF520x Комплект разработчика | M5208EVB - 1 шт. P&E BDM interface cable - 1 шт. | MCF5208 | MC13192 |
| M52235EVB | MCF5223x Отладочный комплект | M52235EVB - 1 шт. P&E BDM interface cable - 1 шт. | MCF52235 | Поддержка плат 13192RFC и 1320xRFC |
| FSL-ZB-SNE | Анализатор пакетов в радио эфире | Sniffer - 1 шт. | MC9S08GT60 | MC13193 |
| BEESTK-S08-STD | Лицензия на программное обеспечение BeeStack, закрепляемое за одно рабочее место | - | - | Поддержка MC9S08 МК |
| BEESTK-S08-FLT | Плавающая лицензия на программное обеспечение BeeStack, возможность установки на несколько рабочих мест с одновременным использованием только на одном ПК и удаленным доступом | - | - | Поддержка MC9S08 МК |
| 1322XDSK-DBG* | MC1322x Комплект разработчика | 1322x-SRB - 1 шт. 1322x-NCB - 1 шт. IAR J-Link JTAG Debugger - 1 шт. IAR 32K Edition | MC1322x | |
| 1322XNSK-DBG* | MC1322x Комплект разработчика | 1322x-SRB - 1 шт. 1322x-NCB - 1 шт. 1322x-LPB - 1 шт. 1322x-USB - 1 шт. IAR J-Link JTAG Debugger - 1 шт. Sniffer - 1 шт. IAR 32K Edition | MC1322x | |
| 1322XEVK* | MC1322x Оценочный комплект | 1322x-SRB - 4 шт. 1322x-NCB - 3 шт. 1322x-LPB - 2 шт. 1322x-USB - 1 шт. IAR J-Link JTAG Debugger - 1 шт. Sniffer - 1 шт. Daintree Network Analyzer Software IAR 32K Edition | MC1322x | |
| 1322XEVK-SFTW* | MC1322x Оценочный комплект | 1322x-SRB - 4 шт. 1322x-NCB - 3 шт. 1322x-LPB - 2 шт. 1322x-USB - 1 шт. IAR J-Link JTAG Debugger - 1 шт. Sniffer - 1 шт. Daintree Network Analyzer Software IAR Full Edition ZigBee license | MC1322x | |
* - подробная информация на отладочный комплект будет доступна в первом квартале 2008 г. на сайте компании Freescale - www.freescale.com/zigbee. Внешний вид отладочных плат для однокристального решения 3-го поколения МС1322х доступен здесь.
Подробное описание отладочных комплектов для микросхем стандарта IEEE802.15.4/ZigBee доступно здесь
Reference Designs (схемотехника, топология ПП, Gerber, чертежы, BOM), примеры разработок
Перечень Referenсe Designs для проектирования аппаратной части беспроводных устройств диапазона 2.4ГГц
| Название | Микросхемы | Тип антенн | Радио усилители | RF switch приема/передачи | Схема согласования | Число слоев платы |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 13192-RFD | МС13192 | 2 SMA - разъема | нет | нет | Согласующие ВЧ трансформаторы-2 шт. | 2 |
| 13192-EVB | MC13192, MC9S08GT60 | F-антенна, SMA разъем | LNA - MBC13900 | Внешний | Согласующие ВЧ трансформаторы-2 шт. | 4 |
| 13192-SARD | MC13192, MC9S08GT60 | 2 дипольные антенны | нет | нет | 6 емкостей | 2 |
| 1320X-RFD | МС13202 | F-антенна, SMA разъем | нет | Внутренний | Согласующие ВЧ трансформаторы-1шт. | 2 |
| 13213-NCB | MC13213 | F-антенна, SMA разъем | нет | Внешний | Согласующие ВЧ трансформаторы-2 шт. | 2 |
| 1321X-SED | MC13213 | F-антенна, SMA разъем | нет | Внутренний | Согласующие ВЧ трансформаторы-1 шт. | 2 |
| 13213-SRB | MC13213 | F-антенна | нет | Внешний | Согласующие ВЧ трансформаторы-2 шт. | 4 |
| ZRD-1 | MC13192, MC9S08GT60 | Контактная площадка для подпайки внешней антенны | нет | Внешний | Согласующие ВЧ трансформаторы-2 шт. | 4 |
| ZSTAR (2 платы: радио брелок, USB dongle) | MC13191, MC68HC908JW32
MC9S08QG8 | 2 петлевые антенны | нет | нет | 2 емкости, 4 индуктивности | 2 |
| DMX2SMAC High Brightness LED Driver | MC13192, MC9S08GT60 | F-антенна | LNA - MBC13900 | Внешний | Согласующие ВЧ трансформаторы-2 шт. | 2 |
| Human Fall Detection | MC13192, MC56F8013 | 2 дипольные антенны | нет | нет | 6 емкостей | 2 |
Состав всех Referenсe Designs:
- Схемотехника устройства;
- Топология верхнего и нижнего слоёв платы;
- Список элементов;
- Сборочный чертёж;
- Описание.
Программное обеспечение: среда BeeKit, библиотеки SMAC, MAC, Beestack (ZigBee стек), готовые примеры и стартовые проекты
Прежде чем начинать проектирование программного обеспечения беспроводных устройств стандарта 802.15.4/ZigBee, разработчик должен определить для себя некоторый набор критериев и требований к будущей системе. Данные требования непосредственно вытекают из технического задания, полученного разработчиком. Здесь сразу стоит отметить, что требования к программному обеспечению разрабатываемого устройства являются определяющими как при выборе используемых при разработке программных библиотек, так и аппаратной части устройства в целом.
Ключевые вопросы, влияющие на проектирование программного обеспечения беспроводных устройств 802.15.4/ZigBee:
- Необходимо или нет обеспечить совместимость разрабатываемых устройств на уровне профилей стека протоколов ZigBee с устройствами других производителей?
- Необходимо ли максимально полно использовать уже готовое ПО для сокращения времени разработки и минимизации усилий программистов?
- Существует ли возможность самостоятельной разработки сетевого ПО для минимизации объема программного кода и оптимизации скоростных и других параметров функционирования беспроводной сети?
- При проектировании собственного сетевого ПО - удовлетворяет ли стандартный протокол передачи данных 802.15.4МАС всем требованиям проектируемой системы либо необходим свой, специфический протокол?
- Какие сетевые топологии предполагается поддерживать? Достаточно ли будет, например, топологии «звезда», или необходимо построение многоячейковой сети?
Таким образом, вначале необходимо определиться с базовой библиотекой беспроводного ПО, исходя из особенностей проектируемой системы. Доступны три варианта базовых библиотек: SMAC (Simple MAC), 802.15.4 МАС, BeeStack, основные свойства которых перечислены в таблице ниже. Выбор библиотеки является одним из важнейших этапов проектирования, т.к. здесь закладывается тот фундамент, который будет определять начальную функциональность каждого из устройств беспроводной сети и всего беспроводного ПО в целом. Какова степень влияния каждого из приведенных выше факторов на выбор той или иной библиотеки? Мы не будем рассматривать возможные комбинации факторов, встречающиеся в реальных системах ввиду значительного объема информации, а чуть позже подробно рассмотрим их в отдельности.
Основные характеристики базовых библиотек ПО, входящих в состав среды BeeKit.
| Параметры | SMAC | 802.15.4 MAC | BeeStackTM |
|---|---|---|---|
| Совместимость на уровне профилей стека протоколов ZigBee | НЕТ | НЕТ | ДА |
| Совместимость на уровне протокола / стандарта IEEE802.15.4 | НЕТ | ДА | ДА |
| Возможность реализации собственного протокола передачи | ДА | НЕТ | НЕТ |
| Пропусканая способность при передаче данных | Высокая | Высокая/Средняя | Средняя/Низкая |
| Поддержка устройств с батарейным питанием (рекоменд.) | ДА | ДА (RFD) | ДА (RFD) |
| Поддерживаемые аппаратные платформы | 1.MC1319x/20x+HCS08 2.MC1321x 3.MC1319x/20x+S12(X) 4.MC1319x/20x+DSC/DSP 5.MC1319x/20x+ColdFire 6.MC1322x * | 1.MC1319x/20x+HCS08 2.MC1321x 3.MC1319x/20x+ColdFire 4.MC1322x * | 1.MC1319x/20x+HCS08 2.MC1321x 3.MC1319x/20x+ColdFire * 4.MC1322x * |
| Среды проектирования и отладки | BeeKitTM + CodeWarriorTM | ||
Трудозатраты на реализацию систем с топологией:
| Низкие | Низкие | Низкие |
| Низкие | Низкие | Низкие | |
| Высокие | Средние | Низкие | |
| Высокие | Высокие | Низкие | |
| Рекомендации по использованию микроконтроллеров: разрядность, объем внутренней Flash памяти | 8-bit, 16-bit, 32-bit | 8-bit, 32-bit | 8-bit (RFD, FFD) 32-bit (FFD) |
| 2КБ...32КБ | 32КБ...64КБ | 64КБ...128КБ | |
| Затраты на разработку беспроводной системы | Средние (оплата работы программистов) | Средние (оплата работы программистов) | Низкие (стоимость ПО стека BeeStack) Высокая (стоимость ПО стека BeeStack + сертификация на совместимость и использование торгового знака альянса ZigBee) |
| Наличие примеров, упражнений, стартовых проектов | 13 примеров / стартовых проектов | 16 примеров / упражнений, 1 стартовый проект | Профиль ZigBee Home Automation (13 типов устройств / примеров проектов), 1 стартовый проект |
* - поддержка аппаратной платформы ожидается в первом квартале 2008 г.
Примеры проектов, упражнения, входящие в состав базовых библиотек SMAC, MAC, BeeStack
| SMAC | 802.15.4 MAC | BeeStackTM |
|---|---|---|
| Accelerometer - Передача данных с датчика ускорения в ПК | MyWirelessApp Demo 01 - Инициализация ПО МАС | GenericApp - Базовый проект стека BeeStack |
| Lighting Demo - Controller - Управление освещением -выключатель | MyWirelessApp Demo 02 - Сканирование RF каналов, выбор рабочего канала для организации PAN | WirelessUART - реализация беспроводного последовательного интерфейса |
| Lighting Demo - Device - Управление освещением - лампа | MyWirelessApp Demo 03 (Coordinator) - Активация поддержки запросов на объединение | HA GenericApp - Базовый проект стека BeeStack для профиля HA |
| OTAP Programmer - Программатор Flash памяти МК по радио эфиру | MyWirelessApp Demo 03 (End Device) - Активация поиска координатора и генерирование запроса на объединение | HA OnOffLight - Лампа с функцией Вкл/Выкл |
| PER Test RX - Тестирование PER - приемная часть | MyWirelessApp Demo 04 (Coordinator) - Функция добавления устройства в сеть | HA OnOffSwitch - Устройство Вкл/Выкл освещения |
| PER Test TX - Тестирование PER - передающая часть | MyWirelessApp Demo 04 (End Device) - Функция подключения к координатору | HA DimmableLight - Лампа с функцией Вкл/Выкл и регулируемой мощностью свечения |
| Range Demo Plus RX - Оценка дальности радио передачи - приемная часть | MyWirelessApp Demo 05 (Coordinator) - Активация функции передачи данных | HA DimmerSwitch - Управление освещением с функцией регулирования мощности свечения |
| Range Demo Plus TX - Оценка дальности радио передачи - передающая часть | MyWirelessApp Demo 05 (End Device) - Функция передачи данных | HA Thermostat - Термостат с ЖКИ индикатором |
| Repeater - Реализация ретранслятора | MyWirelessApp Demo 06 (Coordinator) - Функция отложенной передачи данных к устройству | HA TempSensor - Датчик температуры |
| Simple PTC - Тестирование SMAC пакетов | MyWirelessApp Demo 06 (End Device) - Функция запроса данных, отложенных ранее для устройства | HA RangeExtender - Сетевой ретранслятор |
| Test Mode - Проект по тестированию различных радио параметров приемопередачи | MyWirelessApp Demo 07 (Coordinator) - Организация синхронизованной сети | HA ConfigurationTool - Устроство конфигурирования и мониторинга сети |
| Wireless UART - Реализация беспроводного последовательного интерфейса | MyWirelessApp Demo 07 (End Device) - Поддержка синхронизованной сети с запросом данных | HA Combined Interface - Реализация шлюза/диагностирующего устройства сети |
| Empty project - Стартовый проект | MyWirelessApp Demo 08 (Coordinator) - Активация функции безопасности/шифрования | Test Profile2 - Пример реализации собственного профиля |
| MyWirelessApp Demo 08 (End Device) - Устройство использует функции безопасности/шифрования | Empty project - Стартовый проект | |
| Star Network Demo (Coordinator) - Пример создания сети «звезда» - координатор | ||
| Star Network Demo (End Device) - Пример создания сети «звезда» - оконечное устройство | ||
| Empty project - Стартовый проект |
В качестве отправной точки при разработке беспроводного ПО компания Freescale предлагает универсальную среду разработки BeeKitTM, которая позволяет выбрать базовую библиотеку программного обеспечения и произвести первоначальные настройки функционирования беспроводных системы и устройств посредством простого и понятного графического интерфейса пользователя. В среду BeeKitTM интегрированы перечисленные выше наборы библиотек ПО, позволяющие наиболее полно удовлетворить требованиям проектируемой системы, с учетом приведенных ранее факторов.
Ключевыми критериями при выборе одной из стандартных библиотек являются наличие либо отсутствие требований по обеспечению совместимости на уровне профилей стека ZigBee и возможность реализации собственных программных сетевых решений.
BeeKitTM:
- Комплексный набор программных библиотек, стартовых проектов и готовых примеров и упражнений.
- Графический пользовательский интерфейс (GUI) для создания и модификации беспроводных приложений.
- Автоматическая проверка правильности настройки параметров проекта.
- Генерация проекта, который затем импортируется в среду CodeWarrior для дальнейшей доработки и отладки.
- Возможность поддержки новых программных библиотек и функциональных блоков.
- Среда предоставляет собой простой и понятный интерфейс настройки параметров беспроводной связи и конфигурирования протоколов.
- Является удобным дополнением к стандартным средам проектирования (CodeWarrior), упрощающим труд разработчика беспроводных приложений.
- Поддержка библиотек Simple MAC (SMAC), IEEE® 802.15.4 MAC, and ZigBeeTM (BeeStack).
- С точки зрения пользователя работа со стеком ZigBee (BeeStack) во многом схожа с командным интерфейсом стека 802.15.4 MAC.
- Все готовые примеры разделены по группам в зависимости от стека, на базе которого они сделаны.
- Возможность интеграции других архитектур МК (ColdFire).
Подробное описание среды BeeKit доступно здесь
Среду проектирования Beekit возможно загрузить здесь
Среду проектирования CodeWarrior IDE для микроконтроллеров семейства MC9S08 (включая MC9S08GTxx, MC1321x) возможно загрузить здесь
