很多智能感測應(yīng)用必須在只有一塊紐扣電池供電的情況下，在不間斷狀態(tài)下運行數(shù)年。其它設(shè)計沒有電池，所以它們必須能夠在能量采集技術(shù)的有限電量下運行，特別是可穿戴應(yīng)用對于功耗特別敏感。
SimpleLink無線平臺必須將多個處理器集成在一起，以提供一個智能感測應(yīng)用在執(zhí)行多種任務(wù)時所要求的不同等級的計算能力。通過使用手頭現(xiàn)有的合適的處理器來執(zhí)行任務(wù)，SimpleLink無線MCU能夠以盡可能低的功率運行：
應(yīng)用處理器：SimpleLink超低功耗平臺的主處理器，必須為它提供作為獨立MCU運行時所需要的性能，可以智能地管理一個基于傳感器的系統(tǒng)。以提供充足的處理能力來應(yīng)對應(yīng)用和進行高級堆棧處理，并且具有極高能效。根據(jù)EEMBC的ULPBench數(shù)據(jù)顯示，CC26xx/CC13xx平臺具有同類產(chǎn)品中最佳的低功耗得分，158分。
無線電處理器：SimpleLink平臺集成一個專門用于處理系統(tǒng)中所有低級別無線電任務(wù)的Cortex-M0。這就減輕了主CPU的那些對處理時間要求嚴(yán)格的任務(wù)負(fù)擔(dān)。
傳感器控制器：快速且高效地處理傳感器監(jiān)控。被設(shè)計成能夠進行恰到好處的處理，以滿足數(shù)據(jù)采樣和做出簡單傳感器決策的要求。此外，由于它的內(nèi)存有限，并且沒有外接外設(shè)，對于定期輪詢傳感器輸出，并且決定閾值事件是否出現(xiàn)等任務(wù)，控制器能夠?qū)崿F(xiàn)極高能效，并有效避免了在非必要時喚醒主CPU，浪費資源的情況。
通過提供無線電設(shè)備運行和與之對接時所需的軟件，要用SimpleLink無線MCU簡化設(shè)計。這將無線電設(shè)計簡化到了一定的程度，使得開發(fā)人員可以直接使用合適的SimpleLink器件，并且在無需大量配置或調(diào)節(jié)情況下快速開始使用這款無線設(shè)備。為達(dá)到這一目的，這個無線電控制器與生產(chǎn)代碼會一同提供，并且已被優(yōu)化，以實現(xiàn)最高效的無線電運行。
由于傳感器控制器需要監(jiān)控傳感器、做出決策，并且根據(jù)特定應(yīng)用來采取行動，開發(fā)人員需要能夠配置其運行。因此提供一款可以幫助用戶實現(xiàn)對傳感器控制器的配置的軟件開發(fā)工具顯得十分必要。有可能在無需寫入任何代碼的情況下配置傳感器控制器，讓其執(zhí)行常見任務(wù)，而對于那些需要定制代碼的應(yīng)用來說，可以通過一個與C語言相類似的腳本語言來實現(xiàn)。通過使用用于測試和調(diào)試功能的傳感器控制器，傳感器控制器工作室加快了開發(fā)進程，從而實現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)的實時可視化，以及算法驗證。
這個傳感器控制器的另外一個主要優(yōu)勢是與主CPU集成在了一起。傳統(tǒng)情況下，使用一個二級、處理能力相對較低的MCU來執(zhí)行傳感器控制器，以減輕主應(yīng)用處理器的負(fù)擔(dān)。主要的功率優(yōu)勢源于應(yīng)用處理器能夠進入睡眠模式，從而讓功效更高的控制器監(jiān)控和管理這些傳感器。
由于這些二級MCU是在應(yīng)用處理器的外部，開發(fā)人員必須設(shè)計和管理這些處理器之間的通信。他們還必須執(zhí)行中斷功能，查看控制器是否能夠喚醒應(yīng)用處理器。
圖2：通過集成一個傳感器控制器，將無線電設(shè)備和MCU置于同一封裝內(nèi)，硬件設(shè)計被大幅簡化，并且有可能實現(xiàn)更高功效。
SimpleLink平臺(請見圖2)需要在不增加設(shè)計復(fù)雜度的同時提供了高功效所具有的全部優(yōu)勢。由于傳感器控制器、無線電MCU，以及應(yīng)用處理器都被集成在同一塊硅片上，硬件和軟件設(shè)計被大大簡化，還有可能實現(xiàn)更高功效。
當(dāng)然，開發(fā)人員能夠完全使用Cortex-M3的可編程能力來進行應(yīng)用開發(fā)。而且為它的每一項無線電技術(shù)都提供了一個API，開發(fā)人員可以以最高的效率，在他們的應(yīng)用中快速執(zhí)行無線連通性。
創(chuàng)造出易于編程的無線MCU，并且避免在嘗試進行物理層和堆棧集成時所遇到的難題是市場客戶需求。應(yīng)用代碼在一個很多設(shè)計人員已經(jīng)熟悉的ARM Cortex-M3標(biāo)準(zhǔn)化MCU上運行。在無需損失可靠性或性能的前提下，RF和天線設(shè)計也已經(jīng)簡化。穩(wěn)健的安全性是固有屬性，而協(xié)議堆棧也已經(jīng)為生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。
在使用廣泛的開發(fā)工具和第三方生態(tài)系統(tǒng)時，SimpleLink平臺是使用和設(shè)計方面最為簡單的平臺。開發(fā)人員可以從Code Composer Studio 集成開發(fā)環(huán)境或IAR嵌入式工作臺等全功能設(shè)計環(huán)境中進行選擇。此外，針對平臺的綜合評估套件可以用于立即開始設(shè)計工作。
為了應(yīng)對每個應(yīng)用的不同I/O需要，多種封裝尺寸的SimpleLink無線MCU也將成為必要。采用4x4mm封裝的器件提供10個GPIO，而5x5mm封裝則具有15個GPIO。對于那些需要更高級連通性的應(yīng)用來說，7x7mm封裝能提供31個GPIO。
可在整個無線技術(shù)范圍內(nèi)擴展的多標(biāo)準(zhǔn)MCU平臺，使得制造商能夠從一個全新維度來快速且靈活地應(yīng)對市場變化。而這一切都是以最優(yōu)數(shù)量的存儲器、GPIO個數(shù)和器件封裝的靈活選擇為基礎(chǔ)，進而對降低功耗和成本產(chǎn)生積極影響。
另外， SimpleLink超低功耗無線MCU平臺使得開發(fā)人員能夠在設(shè)計周期的后期階段為他們的系統(tǒng)選擇無線電標(biāo)準(zhǔn)。這為制造商提供了更多的時間和巨大的靈活性來決定如何最好地滿足當(dāng)前的市場需求。與此同時，通過為一個應(yīng)用專用器件提供經(jīng)優(yōu)化的性能和功耗，此平臺可以幫助開發(fā)人員更加輕松地滿足很多智能感測應(yīng)用提出的嚴(yán)苛要求。
文/Karl Torvmark 德州儀器 (TI) 戰(zhàn)略市場營銷，無線連通性解決方案
Jeanna Copley 德州儀器 (TI)產(chǎn)品營銷工程師，無線連通性解決方案
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