IEEE 802.15.4 芯片的协议选择

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今天我想和大家讨论一下基于 IEEE 802.15.4 网络解决方案时系统构架的选项问题。凡事总有先后。如果由于电力企业强制规定或者同一条或多条 LCD 电视产品线 RF4CE 通用性问题，您的项目要求符合 ZigBee?-Smart Energy 标准等，则您不应考虑网络协议，因为符合某种具体标准的需求已经或多或少地存在了。这种情况下，您的时间和努力应该集中到厂商和硬件的选择上，认真考虑您将获得的软件的成熟性、所有芯片供应商隐性成本，以及进行开发时您希望获得什么样的工具和系统级支持。但是，如果您不受合作伙伴关系、兼容性要求或者做设计决策的非技术类微管理领导的拖累，则肯定有许多基于系统属性、要求或预期功能以及性能要求的选项可供选择。如果您的系统在网络有两个设备，那么恳请您一定不要把事情搞复杂了。在努力帮助构建一个消费类 ZigBee 网状网络的网络启动顺序时，才发现实际上系统中只有两个设备，通信距离至多十英尺，并且以初始默认配置协同工作。没有什么事情比这更令人沮丧了。不管是仅点对点、一对多还是多跳转都必须支持通信。大多数芯片厂商都提供一系列的网络协议选项，范围从只配置无线电设备并具有基本通信接口的基本专有软件，到更复杂的ad-hoc（可能为多跳转专有或标准协议，如：ZigBee 或 6LoWPAN 等）。我建议，即使在这种简单的情况下，您也要根据最简单的情况来考虑您的要求。其中，设备预编程为一种固定网络，具有固定的寻址和预配置配对。对更加活跃的情况而言，其设备都预先相互不了解。或者，如果您的设备必须动态地建立一个唯一的网络标识符，则必须配对（通常与一些安全限制）。无论专有（例如：TI 的 SimpliciTI 协议等）还是标准（例如：ZigBee或RF4CE等），所谓的“初始默认配置”协议都有一些既有方法来完成这些任务。您必须认真考虑协议是否符合您的系统要求。除让您的系统/产品要求与适合的网络协议匹配以外，在身陷其中以前请先了解您拥有的资源和设计能力。对于一些产品专家而言，他们没有从头开始建立一种解决方案的 RF 布局和软件网络经验，因此我建议找一家模块供应商。这些模块可以提供混入 (drop-in) FCC，或者合格的预编程解决方案。其通过 UART、SPI 或者其他器件，允许您设置具体参数（例如：网络 ID、信道、应用端口标识符等）、连接网络、搜索并配对另一个设备以及发送/接收基本应用数据，从而提供一种简单的 API。使用模块会有协议限制，并且单块器件的成本也更高，但对于更低的产品产量（低于 50K）而言，我们发现模块的成本远不只是弥补了 RF 布局、设计、装配和检测以及软件开发和测试的 NRE 成本。无论您从头开始还是从一个已有解决方案“剪切-粘贴”来建立一种定制解决方案，我都希望您在开发过程中能有最佳的运气，也希望这篇简短的文章在您开始以前能在一些关键方面给您一些启示。

作者：Brian Blum，德州仪器 (TI)