【導讀】半導體行業(yè)的創(chuàng)新往往是在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上加以改進，但在設(shè)計方面則追求“少即是多”的理念。在德州儀器，我們研究了SimpleLink™無晶振無線MCU周圍的電子材料構(gòu)建（BOM），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。
無論您是設(shè)計空間受限的樓宇安全系統(tǒng)還是要在惡劣的物理環(huán)境中使用的電動工具，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)生了該款無晶振無線MCU器件：CC2652RB。該器件支持通過低功耗藍牙®、ZigBee和Thread協(xié)議進行通信，并且采用7毫米x7毫米方形扁平無鉛（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(nèi)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產(chǎn)生的高速48MHz時鐘信號，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(jié)省PCB空間
在可穿戴醫(yī)療設(shè)備等應(yīng)用中，節(jié)省空間至關(guān)重要。CC2652RB專為空間受限的無線應(yīng)用而設(shè)計。去除外部48MHz晶體，可將傳統(tǒng)的7毫米x7毫米 QFN無線MCU的占地面積減少12％。這也增加了將傳感器和外圍設(shè)備路由至GPIO管腳的靈活性。
簡化開發(fā)
石英晶體是無線電射頻 (RF) 布局中最常見的痛點之一。它們通常是諸如噪聲、串擾或晶體頻率調(diào)諧等問題的根源。在產(chǎn)品開發(fā)階段，常常需要PCB新的改版來解決這些問題。從而增加了開發(fā)成本。使用CC2652RB可以避免這些風險。
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(xù)振動到器件掉落的機械沖擊，無線設(shè)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)境下可長效運行的設(shè)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環(huán)境的適應(yīng)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。這意味著在壽命幾乎翻倍的情況下，無線頻率穩(wěn)定度更高，時序和傳輸錯誤更少。
石英晶體也更容易在機械沖擊下破裂，從而終止器件的無線功能。如果外部晶體破碎，則需要完全更換以恢復無線功能。使用了BAW諧振器， 您的應(yīng)用中不再需要石英晶體這個易碎部件。
實體安全
利用BAW諧振器技術(shù)可減少MCU在安全性上的潛在弱點。移除外部晶體可減少與系統(tǒng)時序相關(guān)的側(cè)通道攻擊的機會。
我目前使用CC2652R， 如何遷移到CC2652RB？
從CC2652R遷移到CC2652RB非常簡單。這兩個器件與7毫米x7毫米QFN封裝管腳兼容。由于這些器件在封裝內(nèi)使用相同的硅，因此如同您最初連接到48-MHz外部晶體一樣簡單，不用連接管腳。
從軟件角度來看，更改非常簡單：您只需更改時鐘源寄存器。借助所有SimpleLink器件使用的通用SimpleLink平臺軟件開發(fā)套件（SDK），您的其余軟件可無縫過渡到CC2652RB
使用CC2652RB進行設(shè)計非常簡單。您會發(fā)現(xiàn)，從CC2652R遷移到CC2652RB可減少整體占用面積并簡化設(shè)計流程。
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