ZigBee芯片厂家对比

1ZigBee芯片厂家对比2008年04月12日星期六10:27一、ZigBee无线技术一鸣惊人ZigBee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。也是目前嵌入式应用的一个大热点。ZigBee的特点主要有以下几个方面：1低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。2低成本。通过大幅简化协议（不到蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。3低速率。ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。4近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。5短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。6高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。7高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。8免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球)(ISM)频段。ZigBee在2004年推出2004（ZigBee1.0）的基础上，年前又推出了功能更加强大的ZigBee2006协议栈，增加了ZigBeePRO扩展指令集，功能更加强大。据行家分析，ZigBee技术将在无线数传、无线传感器网络、无线实时定位、射频识别、数字家庭、安全监视、无线键盘、无线遥控器、无线抄表、汽车电子、医疗电子、工业自动化等方面得到非常广阔的应用。目前有个口号“WIRELESSANYWHERE”要实现这个口号的目标，ZigBee技术的广泛应用可能是一个重要的前提。正是因为ZigBee具有广阔的市场前景，所以引来了全球众多厂商的青睐，纷纷推出各种ZigBee无线芯片，无线单片机，ZigBee开发系统。形成了百花争艳的市场局面，这种局面，对应降低芯片价格，丰富ZigBee技术的应用软件，加快ZIGBEE技术普及，是大有好处的事情。在这众多的技术和厂商中，谁能够在激烈的竞争中胜出，目前网上很少有文章谈起，我们愿意出来抛砖引玉，谈谈我们的看法。二、ZigBee斗法的交点在哪里？由于ZigBee技术是目前嵌入式应用的大热门，所以目前全世界很多公司陆续投入这个市场，市场上各种ZigBee的技术方案五花八门、争奇斗艳。但俗话说“外行看热闹，内行看门道”。以我们比较专业的眼光看来，这其中主要的关键如下：1、争夺使用自己的微处理器这是因为，每个方案的提供商（这里主要指是ZigBee芯片供应商），无不追求一个“利”字。这些厂商为了推销自己的微处理器，想尽了一切办法。他们千方百计的推销自己公司的硬件平台，自己的编译调试系统。像FREESCAL公司推销的是自己的68系列处理器，使用的是以68微处理器为核心的MC1321X单芯片系统。EMBER公司，也是采用的自己的16BITRISC处理器。TI也希望推销自己的CC2420+MSP430系统。2、争夺使用自己的ZigBee协议栈ZigBee技术的核心是几万行ZigBee/802.15.4C51源代码，这些源代码和ZigBee无线单片机内核配合，完成数据包装收发、校验、各种网络拓扑、路由计算等复杂的功能。正是因为这个协议栈是ZigBee技术的核心，所以大家争夺激烈。3、比拼芯片的最后成本ZigBee是一个应用非常广泛的技术，就硅片而言，成本都非常低，关键在需要大量客户来进行广泛应用。生产数量大，才能降低成本，所以大家一定要来拼芯片的价格，ZigBee未来目标芯片价格是低于一美元，这里谁能作到？4、比拼开发工具（包括开发软件）的方便性和低价格ZigBee是一项非常复杂的技术，开发工具和软件需要大量的人力和物力来开发，必然导致开发工具的昂贵。那么谁的开发工具价格低，容易使用，软件丰富，谁就能争取到更多的客户支持，具有更大竞争力。三、主要ZigBee芯片供应商ZigBee方案竞争能力比较目前市场上主要ZigBee芯片提供商（2.4GHZ），主要有：TI/CHIPCON、EMBER(ST)、JENNIC(捷力)、FREESCALE、MICROCHIP。目前ZigBee技术提供方式有三种：1)ZigBeeRF+MCUTICC2420+MSP430：CC2420被称为第一款满足2.4GHzZigBee产品使用要求的射频IC,拟应用于家庭及楼宇自动化系统、工业监控系统和无线传感网络。CC2420基于Chipcon（已被TI收购）公司的SmartRF03技术,是用0.18μmCMOS工艺生产的。CC2420采用7mm×7mmQFN48封装。TI推出MSP430实验板，其部件号为MSP-EXP430FG4618。该工具可帮助设计人员利用高集成度片上信号链(SCoC)MSP430FG4618或14引脚小型F2013微控制器快速开发超低功耗医疗、工业与消费类嵌入式系统。该电路板除集成两个16位MSP430器件外，还包含一个TI(Chipcon产品线)射频(RF)模块连接器，以用于开发低功耗无线网络。FREESCLAEMC13XX+GT60：Freescale公司的MC1319x收发信机系列非常适用于ZigBee和802.15.4应用。它们结合了双数据调制解调器和数字内核，有助于降低MCU处理功率要求并缩短执行周期。事实上，由于可以利用连接RFIC和MCU的串行外围设备接口（SPI），飞思卡尔系列中的几乎任何MCU都可以使用。MICROCHIPMJ2440+PICMCU：Microchip首个射频收发器MRF24J40是一个针对ZigBee协议及专有无线协议的2.4GHzIEEE802.15.4收发器，适用于要求低功耗和卓越射频性能的射频应用。随着MRF24J40收发器的推出，Microchip现在可通过加入仅需极少外部元件的高集成度射频收发器，提供完整的ZigBee协议平台。Microchip的无线电技术凭借全面的媒体存取控制器(MAC)支持，以及先进加密标准(AES)硬件加密引擎，实现低功耗，并且性能超过所有IEEE802.15.4规范。2)单芯片集成SOCTICC2430/CC2431(8051内核)：CC2430也是TI公司的一个关键产品，CC2430使用一个80518位MCU内核，并具备128KB闪存和8KBRAM，可用于各种ZigBee或类似ZigBee的无线网络节点，包括调谐器、路由器和终端设备。另外，CC2430还包含模数转换器(ADC)、几个定时器、AES-128协同处理器、看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(Power-On-Reset)、掉电检测电路(Brown-out-detection)，以及21个可编程I/O引脚。CC2430尺寸大约是7mm×7mm。FreescaleMC1321X：MC1320x是公司推出的符合802.15.4标准的下一代收发信机，它包括一个集成的发送/接收（T/R）开关，可以帮助降低对外部组件的需求，进而降低原料成本和系统总成本。该收发信机支持飞思卡尔的软件栈选项、简单MAC（SMAC）、802.15.4MAC和全ZigBee堆栈。集成了MC9S08GTMCU和MC1320x收发信机，闪存可以在16~60KB的范围内选择。MC13211提供16KB的闪存和1KB的RAM，非常适合采用SMAC软件的点到点或星形网络中的经济高效的专属应用。对于更大规模的联网，则可以使用MC13212（具有32KB的内存和2KB的RAM内存）和IEEE802.15.4MAC。此外，MC13213（带有60KB的内存和4KB的RAM）和ZigBee协议堆栈设计用于帮助设计人员开发完全可认证的ZigBee产品。MC13213可以提供全面的编码和解码、用于基带MCU的可编程时钟、以4MHz（或更高）频率运行的标准4线SPI、外部低噪声放大器和功率放大器（PA）实现的功能扩展以及可编程的输出功率。EMBEREM250：EM250半导体系统提供更长的距离和可靠的共存性，包括低功耗16位微控制器，128KB闪存，5KRAM，2.4GHz无线电和Ember公司的EmberZNet2.1软件。EmberZNet2.1是ZigBee兼容的网络堆栈，具有独特的能扩展ZigBee功能性，简单性和性能的增强特性。这些特性包括支持移动节点，大/密的网络，以及能在节点和授权分布式构造间提供更加可靠无线通信的传输层。EM250具有用作ZigBee位标器节点，全功能设备(FFD)或降功能设备(RFD)所需的资源。3)单芯片内置ZIGBEE协议栈＋外挂芯片JENNICSOC+EEPROM：JN-5139芯片是一个低功率及低价位的无线微处理器，主要针对无线感测网络的产品为主，JN-5139整合了32-bitRISC微处理器，完全兼容2.4GHzIEEE802.15.4的送收器，192kROM，另外，可选择搭配RAM的容量从8KB至96KB(不同料号)，也整合一些数字及模拟周边线路，大幅降低外部零件的需求。内建的内存主要是用来储存系统的软件，包含了通讯协议堆栈，路径表，应用程序代码与资料。也包含了硬件的MAC地址与AES加解密的加速器，并拥有省电与定时睡眠模式，另外还有安全码与程序代码加密机制。EMBER260+MCU：新型EM260是ZigBee无线网络处理器，专为基于标准化的TI及其他精选MCU平台的OEM厂商提供。这种处理器首次实现了具有位置识别的ZigBee兼容网络节点，可以简化调试、管理及网络再分段(networksub-segmentation)。在具有强大竞争力的ZigBee产品中，EM260在功耗方面还具有最高的RF输出与Rx灵敏度。主要几个公司按上述几方面分析如下：A)微处理器：除了CC2430/CC2431外，其他四家公司都是采用自己的微处理器。只有CC2430/CC2431采用标准的8051处理器。因为：8051微处理器诞生30多年，目前在国内最为普及。大学中专，都有广泛的课程，各种参考书，到处都有。开发软件KEIL、IAR已被大家熟悉，用起来最顺手。有言论说8051“老了”怕不能担当此重任，也有言论说8051会产生数字噪声，影响无线通讯…以专家的眼光看，这些都是没有科学依据的说法。随着芯片科技的发展，今天的8051早已经脱胎换骨，只是片上系统(SoC)的一小部分，而且在低功耗、高速度、低噪声等方面，有了质的飞跃。CC2430/CC243的8051内核经过特别设计，可以和2.4GHZ的ZigBee无线收发电路完美的配合工作，绝不会因为其8051内核的高速运行而对高频无线通讯有任何影响。采用从8051对用户而言好处如下:1、无需重新学习微处理器结构原理，无需重新熟悉编译/调试工具；22、对片上系统的I/O，定时器，A/D，PWM，看门狗等等，也无需重新学习；3、如果你没有单片机的基础，学起来也非常容易，也容易找到人请教、交流；从技术眼光看，ZigBee技术的核心是软件。如果MCU是8051，则ZigBee是由C51代码组成的一堆软件而已。无论是无线数据传输、路由算法、网络拓扑….都是各种函数的组合、代码组合。任何人熟悉C51编程，就很容易熟悉ZigBee的代码，同时将自己的应用代码和ZigBee合在一起。这对应初次进入无线领域的工程师而言，如果选择自己不熟悉的处理器，在进行开发时，既要面对复杂的ZigBee无线通讯协