隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用持續(xù)向規(guī)模化部署、廣域化覆蓋與高效化協(xié)同邁進(jìn)， 作為IoT終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)無線交互的核心通信單元之一——Sub-GHz無線收發(fā)單片機(jī)（Sub-GHz射頻收發(fā)芯片與單片機(jī)高度集成）已成為系統(tǒng)設(shè)計中進(jìn)一步簡化外圍元件數(shù)量、縮小硬件體積、降低運(yùn)行功耗、優(yōu)化產(chǎn)品成本與提升產(chǎn)品可靠性的重要發(fā)展方向。

Sub-GHz無線收發(fā)單片機(jī)是專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行無線交互而量身定制的單芯片解決方案，可廣泛適配于自動抄表、工業(yè)無線傳感器、家居安防、樓宇自動化及工業(yè)監(jiān)控等對“低功耗、遠(yuǎn)距離、小型化”有核心需求的通信場景。

Sub-GHz無線收發(fā)單片機(jī)，如何實(shí)現(xiàn)可靠通信？

Sub-GHz無線收發(fā)單片機(jī)可幫助開發(fā)者直接基于現(xiàn)成框架開發(fā)應(yīng)用邏輯，提升IoT終端設(shè)備的開發(fā)效率，同時還能增強(qiáng)Sub-GHz射頻收發(fā)芯片與單片機(jī)間信號傳輸?shù)目煽啃?，為大?guī)模分布式的設(shè)備組網(wǎng)場景提供通信保障，是有效搭建低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信鏈路的硬件“基石”之一。

例如，CMT2392F512就是一款華普微自主研發(fā)的高性能Sub-GHz無線收發(fā)單片機(jī)，其內(nèi)部集成32位ARM CortexTM-M4F內(nèi)核和一顆超低功耗Sub-GHz射頻收發(fā)器，支持OOK、2(G)FSK、4(G)FSK等調(diào)制方式，可工作在113~960 MHz頻段范圍內(nèi)，并擁有+20dBm的發(fā)射功率和-122dBm的靈敏度，支持多種數(shù)據(jù)包格式及編解碼方式，使得它可以靈活地滿足各種應(yīng)用的需求。

另外，CMT2392F512還支持128-byte Tx/Rx FIFO、豐富的GPIO及中斷配置、Duty-Cycle運(yùn)行模式、信道偵聽、高精度RSSI、低電壓檢測、上電復(fù)位、低頻時鐘輸出、快速跳頻與靜噪輸出等多種特色功能，可賦能開發(fā)者更加靈活地進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計。

在信號傳輸方面，CMT2392F512發(fā)射器是基于射頻頻率直接綜合的發(fā)射器，其載波頻率是由一個低噪聲小數(shù)分頻頻率綜合器產(chǎn)生，調(diào)制數(shù)據(jù)由一個高效的單端功率放大器（PA）發(fā)射出去。

CMT2392F512的輸出功率可以通過寄存器讀寫，以1dB的步進(jìn)從-10dBm配置到+20dBm。

在OOK模式下，當(dāng)PA根據(jù)發(fā)射數(shù)據(jù)快速開關(guān)時，容易引起載波附近產(chǎn)生頻譜的雜散和毛刺，而通過緩慢升降（Ramping）機(jī)制，則可將這些雜散和毛刺減到最小。

在FSK模式下，CMT2392F512支持信號經(jīng)過高斯濾波后才發(fā)射，即GFSK，讓發(fā)射頻譜更為集中。

在信號接收方面，CMT2392F512內(nèi)建一個超低功耗，高性能低中頻OOK，F(xiàn)SK接收器。

當(dāng)天線感應(yīng)進(jìn)來射頻信號時，會通過低噪聲放大器放大，而后經(jīng)過正交混頻器下變頻至中頻，可編程放大器則會把信號進(jìn)一步放大，最后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器送入數(shù)字域，做數(shù)字解調(diào)處理。

在發(fā)生上電復(fù)位（POR）時，每一個模擬模塊都會被校準(zhǔn)到內(nèi)部的參考電壓，這使得芯片能更好的工作在不同的溫度和電壓底下。

當(dāng)芯片工作在有強(qiáng)帶外干擾的環(huán)境時，還可通過自動增益控制環(huán)路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的增益，以獲得最佳的系統(tǒng)線性度，選擇性，靈敏度等性能。

CMT2392F512，可自主靈活開發(fā)的通信硬件單元

如下圖所示，基于CMT2392F512豐富的功能模塊與硬件資源，開發(fā)者不僅可自行定義芯片的通信協(xié)議（如私有星型/MESH組網(wǎng)協(xié)議或移植與芯片兼容的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧），還能基于CMT2392F512的多個通信接口支持多種設(shè)備類型（如傳感器、LCD屏等），可極大地提升芯片的場景適配性。

CMT2392F512-芯片內(nèi)部功能系統(tǒng)框圖

此外，開發(fā)者還可通過SPI接口配置射頻寄存器，靈活調(diào)整Sub-GHz射頻收發(fā)芯片的調(diào)制方式、輸出功率與運(yùn)行模式等通信參數(shù)與功能，以適配不同國家/地區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)主流頻譜規(guī)范（如 315MHZ、433MHZ、868MHz、915MHZ等)）。

注：更多功能細(xì)節(jié)請進(jìn)入華普微官網(wǎng)下載查閱CMT2392F512產(chǎn)品規(guī)格書。

展望未來，隨著全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接規(guī)模持續(xù)激增，Sub-GHz無線收發(fā)單片機(jī)作為支撐萬物互聯(lián)的底層通信硬件之一，將圍繞“高效用頻、泛在連接、靈活適配、穩(wěn)定可靠”等方向進(jìn)行持續(xù)技術(shù)迭代，以推動無線通信向更智能、更普惠、更穩(wěn)定的方向發(fā)展，深度賦能千行百業(yè)的數(shù)字化互聯(lián)升級。

審核編輯 黃宇