使用开发工具和套件设计RF通信设备的开发系统

虽然可以为自定义或安全应用定义专有通信硬件和协议，但大多数时候设计工程师使用硬件块来实现标准或协议。没有比通信链接更真实的了。

早期，RS-485，RS-232和IEE-488等链接易于理解和编码。简化的OSI模型意味着设计可以由单个工程师从头开始构建。看看USB，TCP/IP，以太网和以太网供电(PoE)带来的复杂性，您可以看到曾经简单的解决方案现在是团队的努力。

为了满足当前的产品上市时间限制，设计工程师需要更高级别的构建模块和全面的开发工具。所选的固件和硬件需要集成，测试，监控，表征，认证和批准。硬件和软件工程师需要协同工作，而开发工具通常是他们加入时尚的地方。

黑盒子

在数字领域，工程师通常可以转向他或她的直觉或“亲身感受”来掌握给定设计中的任何部分如何运作。我们可能无法设计比我们指定的处理器更好的乘数，但至少我们了解乘法器正在做什么，它是如何工作的，以及如何使用它。

对于模拟，这变得更抽象。虽然我们可能对运算放大器的功能和使用有所了解，但很可能我们相对较小的比例可以说他们理解精心设计的运算放大器的复杂性和细微差别。

当涉及无线技术时，这种不确定性会增加一层。即使对于经验丰富的RF工程师来说，这也是一个经常需要多次旋转的迭代过程。因此，这是一个区域，其中设计的整个功能块可以粘贴到原理图上并且填充到PC板上，通常遵循相对无风险的“强烈推荐”或“尝试和真实”布局。

为了使工程师的生活更轻松，芯片制造商提供射频开发和评估工具，其中包含可以重新编程并用作测试和开发平台的钩子的工作示例板或模块。

一个完美的例子是恩智浦的JN5148-EK010，596。它支持2.4 GHz ZigBee(IEEE 802.15.4)设计，包含五个电池供电的无线节点模块，可容纳基于公司JN5148无线微控制器的温度，湿度和光级传感器(图1A和1B)。

图1A：恩智浦提供了一个非常全面的设计和开发套件，其中包含五个链接，其中两个是高功率的。 LCD增强链接对于在现场测试和评估性能时显示参数也很有用。

图1B：32位JN5148架构具有丰富的外设功能，包括音频，12位A/D和D/A以及加密引擎。

这些低功耗32位RISC CPU内核主要面向家庭和楼宇自动化应用，并实现具有高达128 KB RAM和128 KB闪存代码和数据空间的ZigBee协议栈。它们可以通过片上SPI和UART外设作为本地主机的从处理器。

对于更长距离的测试和开发，五个模块中的两个功率更高，并提供20 dBm的最大输出电平。此外，其中一个模块包含一个LCD，因此用户代码可以显示RSSI，例如，您可能需要验证的其他测试和调试参数。

紧密集成的是基于Eclipse标准IDE工具链的C编译器，汇编器，GNU调试器和闪存编程中心，使用JTAG作为连接机制。此环境支持RTOS实现并帮助管理堆栈。

在此示例中，网络堆栈通过不受限制的开发协议提供，无需许可或费用。

合作

有时，第三方公司将与半导体供应商合作，以支持目标芯片。这使得设计师可以更快地获得更新的技术，并将更多的专业知识封装在开发套件和模块中。它还允许设计工程师使用芯片制造商的工具链。

BlueRadios用于蓝牙和低功耗蓝牙的BR-EVAL-LE4.0-S2A开发套件就是一个很好的例子(图2)。作为一个相当新的标准，蓝牙规范4.0版与旧标准蓝牙非常不同(参见TechZone文章“低功耗蓝牙获取个人”)。

图2：Blue Radio开发套件支持蓝牙Vers。 4流音频链接以及蓝牙低功耗模式。

小型蓝色无线电(图3)基于德州仪器(TI)的无线芯片，如CC2540。这些嵌入式微控制器无线电还包含RF协议固件，堆栈，用户代码和开发空间。与恩智浦部件一样，它们包括用于传感器的A/D转换器，低功耗模式，闪存(128 KB)，RAM(高达256 KB)，I/O以及UART甚至USB等串行链路。一个很好的功能是每个CC2540都包含一个唯一的48位地址

图3：微小的蓝色无线芯片模块基于TI CC2540嵌入式无线芯片。

作为TI合作伙伴，Blue Radio开发环境使用TI CC-Debugger在开发期间获得对芯片的访问权限，并作为编程接口(图4)。通过在电路板上添加双引脚tx/rcv UART编程标头，可以更新产品生命周期的固件。 TI还提供了蓝牙技术的入门读物。

图4：设计人员可以利用TI的CC系列射频系统调试器来帮助开发和修改蓝色无线电，或帮助他们设计自己的蓝色无线电。 Blue Radios作为稳定的参考设计。

依赖复杂技术的开发工具的另一个原因是标准经常变化或更新。与其成为每个标准的专家，让芯片供应商跟踪，支持和实施更新和新版本变得越来越谨慎。

无线链接领域的一个很好的例子就是Wi-Fi。飞思卡尔提供了一个高度集成的开发环境，其中包括对Wi-Fi的支持。对于基于ARM Cortex-M4 32位架构的Kinetis微控制器，飞思卡尔提供了一个使用插件开发板的塔式开发平台(图5)。飞思卡尔的Wi-Fi开发模块是TWR-WIFI-RS2101，支持802.11n数据速率。

数字。 5：基于塔的飞思卡尔开发系统为设计人员提供了灵活且可重复使用的硬件和固件开发平台。用于调试和PC接口的接口卡可以与特定的开发模块和用户构建的原型进行交互。

开源Freescale Tower平台还使用Eclipse开发工具链环境。飞思卡尔可提供丰富的IP选择，并包含MQX RTOS。它的Code Warrior Studio管理项目，并且对MQX，Linux和OSEK OS目标环境具有内核感知能力。它还与第三方编译器(如IAR和Kiel)挂钩，因此如果您已经拥有经验和历史记录，则无需重新学习新编译器。

本文介绍了针对RF通信设备的开发系统。这些通常集成了开发硬件，PC，通信链接，编译器，汇编器，库和测试工具，以支持高级别的应用程序开发。讨论的工具还可以衡量您的设计的性能和有效性。