Dual-Band Wireless MCU Brückenbauer

Mit Starter-Kits will Texas Instruments den Einstieg in die hochintegrierte CC1350-Architektur vereinfachen.
Mit Starter-Kits will Texas Instruments den Einstieg in die hochintegrierte CC1350-Architektur vereinfachen.

Texas Instruments (TI) vereint Sub-1 GHz und Bluetooth Low Energy (BLE) auf dem „SimpleLink CC1350“-Chip und führt so nicht nur unterschiedliche Funkbänder, sondern auch Internet-of-Things-Anwendungsfälle zusammen.

Auch wenn fast alle Anbieter von Funktechnologien ihren jeweiligen eigenen Ansatz als ausreichend für alle IoT-Aufgaben ansehen, ist die Realität eine andere: Unterschiedliche Standards funken nicht nur auf unterschiedlichen Frequenzen, in manchen Bändern stehen sie sogar in direkter Konkurrenz zueinander. Als Konsequenz entwickeln sich seit geraumer Zeit diverse IoT-Netzwerke für die vielfältigen Anwendungsbiete neben-einander her, weil sie jeweils spezifische (physikalische) Anforderungen erfüllen wollen.

Will oder muss man diese Netze verbinden, wird der Einsatz von Brücken unumgänglich – und genau hier positioniert TI seinen Dual-Band-Wireless-Mikrocontroller CC1350. Als Bestandteil der pin- und softwarekompa-tiblen Ultra-Low-Power-Plattform SimpleLink gibt die neue Wireless-MCU Entwicklern die Möglichkeit, ihre bislang aus drei Chips bestehenden Produkte durch einen einzigen kleinen Chip zu ersetzen, wobei zusätzlich die Designkomplexität, die Leistungsaufnahme, die Kosten und die Leiterplattenfläche reduziert werden.

Mit Sub-1 GHz deckt der Baustein Anwendungen wie Sensornetzwerke ab, die niedrige Datenraten bei gleichzeitig hohen Reichweiten und niedrigster Stromaufnahme brauchen. Hinzu kommt, dass die Funkwellen Beton und Wasser durchdringen müssen, um auch Kellerräume zu erschließen. Bluetooth Low Energy (2,4 GHz) stößt hier schneller an seine Grenzen, kann aber die Verbindung zu zahllosen bereits existierenden Geräten wie Smartphones, Tablets und Notebooks aufbauen – und damit den kostengünstigen Zugang zu einem Bildschirmfür Visualisierungsaufgaben bieten. Damit kann das „Display“ bis zu 100 m weit weg vom BLE-Teil der Wireless-MCU sein. Bei Sub-1 GHz können die „Sensoren“ hingegen bis zu 20 km entfernt sein, allerdings mit einer Datenrate von nur noch 0,6 kBit/s. Die CC1350-Serie ist damit geeignet für diverse Funkstandards wie IEEE 802.15.4g, IP-Enabled Smart Objects (6LoWPAN), Wireless M-Bus, KNX Systems, Wi-SUN sowie proprietäre Systeme und kann die ISM- und SRD-Bänder 315-, 433-, 470-, 500-, 779-, 868-, 915-, 920-MHz und 2,4 GHz nutzen. Die Wireless-MCU empfiehlt sich damit für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete wie Gebäude- und Fabrikautomation, Alarm- und Sicherheitsanwendungen, Smart Grid, Asset Tracking und drahtlose Sensornetze.

Die dafür nötige Rechenleistung (EEMBC CoreMark Score 142) stellt ein ARM-Cortex-M3-Core zur Verfügung, der mit 48 MHz getaktet ist. Sein 8 KByte großer Cache kann auch als SRAM genutzt werden und ergänzt so das zusätzlich vorhandene 20 KByte große Ultra-low-Leakage-SRAM. An Flash sind 128 KByte integriert. Neben den üblichen I/O-Peripherien wie I2C/I2S, UART, 2 x SSI, 4 x 32-Bit-Timer, Watchdog und RTC kann der CC1350 auch ein AES-128-Security-Modul und einen Zufallszahlengenerator (TRNG) vorweisen. Sensoren müssen sich nicht nur über Funk bei der Wire-less MCU melden, sondern können auch direkt an den integrierten Sensorcon-troller angeschlossen werden. Der läuft unabhängig vom restlichen System, hat eine 16-Bit-Architektur, 2 KByte Ultra-low-Leak-age-SRAM und einen 12-Bit-AD-Wandler (8 Kanäle, 200 kSample/s), der auch für geringe Leistungsaufnahme optimiert ist: Für ein 12-Bit-ADC-Sampling braucht der Baustein nur 0,95 µA. Zum Vergleich: Der Baustein braucht 185 nA im Shutdown-Modus (Wake-up bei externem Signal) und 0,7 µA im Standby-Modus (mit laufender RTC und Selbsterhalt von CPU und RAM) – damit lasse sich nach Ansicht von Texas Instruments eine Batterielebensdauer von mehr als zehn Jahren realisieren.