Si4010發(fā)射器設(shè)計(jì) - 基于SoC發(fā)射器的簡(jiǎn)化RF遙控器設(shè)計(jì)

　　與此相反，Si4010發(fā)射器是一款完整的SoC遙控器IC?；趯＠夹g(shù)的Si500硅振蕩器，其專利的無(wú)晶體架構(gòu)在商業(yè)溫度范圍內(nèi)可獲得±150ppm的載波頻率精度，在工業(yè)溫度范圍內(nèi)則該數(shù)據(jù)為±250ppm，是傳統(tǒng)基于SAW的低成本發(fā)射器(無(wú)外部晶體)頻率精度的2倍。Si4010可在27-960MHz的連續(xù)頻率范圍內(nèi)工作，并且包括最大輸出功率高達(dá)+10dBm的可編程PA，自動(dòng)天線調(diào)諧和為滿足FCC、ETSI和ARIB無(wú)線電頻率法規(guī)要求的PA邊沿速率控制。嵌入式8051 MCU為進(jìn)行快速處理而進(jìn)行了指令優(yōu)化，具有512B內(nèi)部RAM、4kB RAM，8kB OTP NVM、128b EEPORM, 12kB 函數(shù)庫(kù)ROM和硬件加速的128b AES加密邏輯。1.8-3.6V供電范圍、比超低功耗(10nA)還少的待機(jī)電流以及觸摸喚醒操作，使得Si4010成為紐扣電池應(yīng)用的理想選擇。圖5是Si4010 SoC 發(fā)射器框圖。

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圖5：Si4010框圖

　　圖6是一個(gè)使用Si4010的遙控器原理圖，帶有一個(gè)可選的LED燈用于按鍵操作時(shí)的指示。遙控器總的BOM(不包括可選的LED燈)包括一顆Si4010 IC、一顆旁路電容、帶板載天線和電容的PCB。Si4010不僅總BOM數(shù)量少于基于SAW的發(fā)射器(3比24)，而且Si4010也無(wú)需任何RF元件，因?yàn)樗性技稍诹诵酒瑑?nèi)部。此外，Si4010器件的自動(dòng)天線調(diào)諧功能保證了穩(wěn)定可靠的輸出功率，并且通過(guò)放寬制造工藝中的公差范圍(因?yàn)楦呔_的天線匹配不再需要)，降低了系統(tǒng)成本。

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圖6：使用Si4010的遙控器簡(jiǎn)圖

　　使用Si4010設(shè)計(jì)的遙控器克服了傳統(tǒng)RF發(fā)射器所面臨的許多問(wèn)題。Si4010利用天線調(diào)諧特性消除了困難且繁瑣的RF匹配問(wèn)題，同時(shí)也降低了高成本的RF設(shè)計(jì)費(fèi)用，縮短了上市時(shí)間。硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)降低到：為給定遙控器幾何形狀選擇最佳的PCB天線，為Si4010、PCB板載天線、旁路電容、按鍵和電池進(jìn)行合理布局和布線。圖7是434MHz Si4010遙控器PCB板。
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圖7：434MHz Si4010遙控器PCB板

　　使用集成在12kB ROM中的Si4010發(fā)射器函數(shù)庫(kù)進(jìn)行遙控器軟件開發(fā)是非常容易的。該庫(kù)包括按鍵服務(wù)、AES加密、編碼模塊、電池電壓檢測(cè)和其他有用的遙控功能，從而降低代碼大小，加速上市。

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圖8：Si4010遙控器控制流程圖

　　圖8是遙控器應(yīng)用中Si4010控制流程圖。安裝電池或通過(guò)按鍵從待機(jī)模式喚醒后，Si4010自動(dòng)啟動(dòng)引導(dǎo)過(guò)程，它從非易失性存儲(chǔ)器中復(fù)制用戶代碼到RAM中，然后運(yùn)行用戶代碼。引導(dǎo)完成后，設(shè)備的數(shù)字部分，首先初始化(MCU、中斷、定時(shí)器、外設(shè)等)，然后模擬部分使用ROM庫(kù)中的函數(shù)進(jìn)行初始化。例如調(diào)制類型(OOK或FSK)、數(shù)據(jù)率、PA發(fā)射等級(jí)、載波頻率等都在這個(gè)階段設(shè)定。

　　當(dāng)初始化完成后，程序進(jìn)入主循環(huán)并監(jiān)視按鍵操作，進(jìn)行事件處理。依賴于哪一個(gè)按鍵被按下，程序決定做什么，并根據(jù)按鍵構(gòu)建適合的數(shù)據(jù)包。然后，Si4010微調(diào)頻率并發(fā)射數(shù)據(jù)包。一旦信息發(fā)射完成，Si4010完全關(guān)閉并轉(zhuǎn)入超低功耗待機(jī)狀態(tài)。在待機(jī)模式，芯片耗電少于10nA(25°C溫度下)，并能夠從任意GPIO按鍵按下中喚醒，重新開始處理。

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