【導讀】半導體行業(yè)的創(chuàng )新往往是在現有產(chǎn)品的基礎上加以改進(jìn)，但在設計方面則追求“少即是多”的理念。在德州儀器，我們研究了SimpleLink™無(wú)晶振無(wú)線(xiàn)MCU周?chē)碾娮硬牧蠘嫿ǎ˙OM），并希望在不影響任何特性或功能的情況下移除外部高頻晶體。這就是我們革命性的體聲波(BAW) 諧振器技術(shù)發(fā)揮作用之處。
無(wú)論您是設計空間受限的樓宇安全系統還是要在惡劣的物理環(huán)境中使用的電動(dòng)工具，都可以使用BAW諧振器技術(shù)。
我們將BAW諧振器集成到多協(xié)議2.4-GHzMCU中，從而產(chǎn)生了該款無(wú)晶振無(wú)線(xiàn)MCU器件：CC2652RB。該器件支持通過(guò)低功耗藍牙®、ZigBee和Thread協(xié)議進(jìn)行通信，并且采用7毫米x7毫米方形扁平無(wú)鉛（QFN）封裝。
它的工作原理是什么？
CC2652RB是我們CC2652系列器件的一種變體。它在封裝內集成了BAW諧振器芯片，如圖1所示。該BAW芯片產(chǎn)生外部石英晶體通常會(huì )產(chǎn)生的高速48MHz時(shí)鐘信號，從而可從電路板上移除外部晶體。
圖 1: 基于硅片的BAW技術(shù)
BAW的優(yōu)勢有哪些？
節省PCB空間
在可穿戴醫療設備等應用中，節省空間至關(guān)重要。CC2652RB專(zhuān)為空間受限的無(wú)線(xiàn)應用而設計。去除外部48MHz晶體，可將傳統的7毫米x7毫米 QFN無(wú)線(xiàn)MCU的占地面積減少12％。這也增加了將傳感器和外圍設備路由至GPIO管腳的靈活性。
簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)
石英晶體是無(wú)線(xiàn)電射頻 (RF) 布局中最常見(jiàn)的痛點(diǎn)之一。它們通常是諸如噪聲、串擾或晶體頻率調諧等問(wèn)題的根源。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，常常需要PCB新的改版來(lái)解決這些問(wèn)題。從而增加了開(kāi)發(fā)成本。使用CC2652RB可以避免這些風(fēng)險。
魯棒性和耐用性
當今許多創(chuàng )新產(chǎn)品都用于惡劣環(huán)境中。從工業(yè)機器人的持續振動(dòng)到器件掉落的機械沖擊，無(wú)線(xiàn)設備都需在許多情況下可靠地運行。
BAW諧振器技術(shù)是一種在惡劣環(huán)境下可長(cháng)效運行的設計選擇。在工業(yè)標準MIL-SD-883H的測試中，它對機械沖擊和振動(dòng)環(huán)境的適應能力更強，其頻率精度的變化比外部石英晶體低三倍。該器件的額定壽命也高達10年，而石英晶體通常為5至6年。這意味著(zhù)在壽命幾乎翻倍的情況下，無(wú)線(xiàn)頻率穩定度更高，時(shí)序和傳輸錯誤更少。
石英晶體也更容易在機械沖擊下破裂，從而終止器件的無(wú)線(xiàn)功能。如果外部晶體破碎，則需要完全更換以恢復無(wú)線(xiàn)功能。使用了BAW諧振器， 您的應用中不再需要石英晶體這個(gè)易碎部件。
實(shí)體安全
利用BAW諧振器技術(shù)可減少MCU在安全性上的潛在弱點(diǎn)。移除外部晶體可減少與系統時(shí)序相關(guān)的側通道攻擊的機會(huì )。
我目前使用CC2652R， 如何遷移到CC2652RB？
從CC2652R遷移到CC2652RB非常簡(jiǎn)單。這兩個(gè)器件與7毫米x7毫米QFN封裝管腳兼容。由于這些器件在封裝內使用相同的硅，因此如同您最初連接到48-MHz外部晶體一樣簡(jiǎn)單，不用連接管腳。
從軟件角度來(lái)看，更改非常簡(jiǎn)單：您只需更改時(shí)鐘源寄存器。借助所有SimpleLink器件使用的通用SimpleLink平臺軟件開(kāi)發(fā)套件（SDK），您的其余軟件可無(wú)縫過(guò)渡到CC2652RB
使用CC2652RB進(jìn)行設計非常簡(jiǎn)單。您會(huì )發(fā)現，從CC2652R遷移到CC2652RB可減少整體占用面積并簡(jiǎn)化設計流程。
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