63_65.PDF

P O D Z E S P O Ł Y

Fani mikrokontrolerÛw '51 otrzymali w†ostatnich dniach

wrzeúnia niezwyk³y prezent: opracowany przez inøynierÛw

z†firmy Chipcon szybki, bardzo bogato wyposaøony

w†peryferie mikrokontroler Flash zintegrowany

z†nowoczesnym transceiverem radiowym na wszystkie

popularne pasma ISM (Industrial, Scientific, Medical)/SRD

(Short Range Device). Tego jeszcze nie by³o!

Mikrokontroler '51 zintegrowany z transceiverem

radiowym na pasma: 315, 433, 868 i 915 MHz

przystosowane do pracy w†pas-

mach: 315, 433, 868 i†915 MHz

(ISM/SRD), ktÛre charakteryzuj¹

siÍ nowoczesn¹ budow¹ umoøli-

wiaj¹c¹ uøycie niewielu elemen-

tÛw zewnÍtrznych i†wysok¹ szyb-

koúci¹ transmisji danych (nawet

do 76,8 kbd).

Najnowszy produkt Chipcona,

nosz¹cy nazwÍ CC1010, to uk³ad,

Chipcon do³¹czy³ do grona firm

oferuj¹cych awangardowe uk³ady

typu SoC ( System-on-a-Chip ). Do-

tychczas typowymi produktami tej

firmy by³y transceivery radiowe

Podstawowe parametry układu CC1010

Całego układu

zakres temperatur pracy: −40...+85 o C,

napięcie zasilania: 2,7...3,6V,

obudowa: TQFP64.

Tor radiowy

zakres częstotliwości pracy: 300MHz...1GHz,

moc wyjściowa: −20...+10dBm,

czułość: −107dBm,

maksymalna szybkość transmisji danych:

76,8 kbd.

Mikrokontroler

udoskonalony rdzeń 8051 (szybszy ok. 2,5

raza od układu standardowego),

maksymalna częstotliwość taktowania: 24 MHz,

32 kB pamięci programu typu Flash z możli−

wością programowania w systemie,

pamięć RAM o pojemności 2 kB + 128 B

pamięci SFR,

wbudowane peryferie: 3−kanałowy przetwor−

nik A/C o rozdzielczości 10 bitów i częstotli−

wości próbkowania do 23 kHz, 4 programo−

wane timery z możliwością skonfigurowania

ich jako dwa bloki PWM, 2 interfejsy UART,

sprzętowy SPI (Master), watchdog, zegar

czasu rzeczywistego,

wbudowany blok kryptograficzny DES oraz

1−bitowy generator liczb losowych,

26 programowanych linii wejścia−wyjścia.

Rys. 1

Elektronika Praktyczna 11/2002

P O D Z E S P O Ł Y

Rys. 2

tu danych konfiguracyjnych zast¹-

piono zespo³em rejestrÛw ulokowa-

nych w†pamiÍci SFR mikrokontro-

lera. DziÍki temu konfiguracja toru

radiowego sprowadza siÍ do pros-

tych operacji i†nie wymaga stoso-

wania do tego celu specjalnie wy-

dzielonego interfejsu. Niestety, pro-

ducentowi nie uda³o siÍ unikn¹Ê

drobnej, ale jednak wady (charak-

terystyczne takøe dla rynkowych

konkurentÛw), polegaj¹cej na ko-

niecznoúci zastosowania co naj-

mniej trzech elementÛw pre-

cyzyjnych: kwarcu stabilizuj¹cego

czÍstotliwoúÊ taktowania rdzenia

mikrokontrolera (o†dok³adnoúci lep-

szej niø ±50 ppm), cewki ustalaj¹-

cej czÍstotliwoúÊ drgaÒ wewnÍt-

rznego VCO ( Voltage Controlled

Oscillator ) - maksymalna tolerancja

±2%, precyzyjny (±1%) musi byÊ

takøe rezystor ustalaj¹cy punkty

pracy niektÛrych fragmentÛw toru

radiowego.

Konfigurowanie transceivera u³at-

wia bezp³atne oprogramowanie

SmartRF Studio udostÍpnione

przez firmÍ Chipcon, ktÛrego moø-

liwoúci opisaliúmy w†EP1/02.

w†ktÛrym w†jednej strukturze pÛ³-

przewodnikowej zintegrowano

kompletny, ìelementooszczÍdnyî

transceiver radiowy oraz szybki

mikrokontroler z†rodziny '51 z†wie-

loma peryferiami (m.in. 3-kana³owy

przetwornik A/C o†rozdzielczoúci

10 bitÛw, interfejs SPI, dwa UART-

y, zegar czasu rzeczywistego i†-

niespotykany w†podobnych syste-

mach - blok kryptograficzny DES).

Schemat blokowy uk³adu CC1010

przedstawiono na rys. 1 .

Tor radiowy w†CC1010 jest po-

dobny do toru stosowanego w†zna-

nym wczeúniej uk³adzie CC1000

(prezentowaliúmy go m.in.

w†EP 1/2002 i†5/2002), na-

tomiast rdzeÒ mikrokontro-

lera '51 zosta³ przez firmÍ

Chipcon znacznie zmodyfi-

kowany w stosunku do

standardowego. DziÍki

zmniejszeniu liczby taktÛw

niezbÍdnych do wykonania rozka-

zÛw, szybkoúÊ wykonywania pro-

gramu przez mikrokontroler jest

o†ok. 2,5 raza wiÍksza niø w†przy-

padku klasycznych 13-taktowych

rdzeni. Zapewnia to relatywnie

duø¹ wydajnoúÊ obliczeniow¹, po-

niewaø maksymalna czÍstotliwoúÊ

taktowania wynosi aø 24 MHz.

RdzeÒ mikrokontrolera wyposaøo-

no takøe w†podwÛjny wskaünik

danych, o†ktÛry s¹ wzbogacane

wszystkie wspÛ³czesne mikrokon-

trolery '51.

W†stosunku do realizacji ìdy-

skretnejî (tzn. z oddzielnych uk³a-

dÛw 8051 i†CC1000), znacznie

zmniejszy³a siÍ liczba elementÛw

zewnÍtrznych niezbÍdnych do pra-

wid³owej pracy uk³adu. Dotyczy

to szczegÛlnie toru radiowego,

ktÛrego zewnÍtrzne ìotoczenieî

CC1010 - blaski

mikrokontrolera

O†ile rdzeÒ mikrokontrolera

i†wiÍkszoúÊ modu³Ûw peryferyj-

nych trudno zaliczyÊ do nowator-

skich, to trzy modu³y bardzo rza-

dko spotykane w†rynkowych opra-

cowaniach (tzn. blok kryptogra-

ficzny DES, generator liczb loso-

wych i†interfejs debugera in-sys-

tem ) powoduj¹, øe CC1010 jest

niezwykle atrakcyjny w†aplika-

cjach, w†ktÛrych istotne jest bez-

pieczeÒstwo przesy³anych

danych i†³atwoúÊ diagnozo-

wania stanu systemu pod-

czas uruchamiania progra-

mu. Generator liczb loso-

wych (w rzeczywistoúci jest

to generator bitÛw loso-

wych, ktÛre mog¹ byÊ sk³a-

dane w†wielobitowe liczby) s³uøy

do generowania kluczy stosowa-

nych do szyfrowania/deszyfrowa-

nia (o d³ugoúci 56 bitÛw). Ponie-

waø jakoúÊ szyfrowania jest zaleø-

na od losowoúci kluczy, producent

zbudowa³ generator liczb losowych

w†oparciu o†wzmocnione szumy

z†toru radiowego. Zgodnie z†infor-

macjami zawartymi w†dokumenta-

cji uk³adu CC1010, minimalny

czas akwizycji pojedynczego bitu

Do grupy układów SoC zaliczane są

obecnie wszystkie układy, w których

zintegrowano w jednej strukturze bloki

funkcjonalne dostępne dotychczas w postaci

oddzielnych układów.

w†CC1010 ograniczono do mini-

mum. Moøna to zauwaøyÊ na sche-

macie aplikacyjnym tego uk³adu

( rys. 2 ).

CC1010 - tor radiowy

Jak wspomniano, zarÛwno tor

radiowy w†uk³adzie CC1010, jak

i sposÛb jego programowania

s¹ praktycznie identyczne jak

w†CC1000, przy czym interfejs sze-

regowy s³uø¹cy do zapisu i†odczy-

Elektronika Praktyczna 11/2002

P O D Z E S P O Ł Y

nie powinien byÊ krÛtszy niø 10

Wymaga³o to rozszerzenia listy in-

strukcji obs³ugiwanych przez rdzeÒ

mikrokontrolera o†polecenie TRAP,

ktÛrego kod jest interpretowany

przez klasyczne mikrokontrolery

'51 jako NOP.

diowym jest pomys³em zgodnym

z†nowoczesnymi trendami w†elek-

tronice i zapewnia ograniczenie

poboru mocy (w skrajnym przy-

padku pobÛr pr¹du przez uk³ad

wynosi maks. 40 mA), co ma

ogromne znaczenie w†apli-

kacjach zasilanych bateryj-

nie. Po raz pierwszy teø

konstruktorzy maj¹ dostÍp

do sprzÍtowego modu³u

kryptograficznego DES z†ge-

neratorem liczb losowych, a

wszystko w†cenie bardzo

zbliøonej do ceny standardowego

mikrokontrolera.

Gor¹co polecam!

Andrzej Gawryluk, AVT

s i†nie d³uøszy niø 1†s. Poza tym

zakresem zmienia siÍ niekorzyst-

nie rozk³ad uzyskiwanych liczb,

co zmniejsza skutecznoúÊ szyfro-

wania. Za pomoc¹ DES-a zastoso-

wanego w†CC1010 moøna

szyfrowaÊ/deszyfrowaÊ

bloki danych o†d³ugoúci

1...256 bajtÛw. W†przypad-

ku koniecznoúci zwiÍksze-

nia stopnia bezpieczeÒs-

twa przesy³anych danych

moøna zastosowaÊ algo-

rytm kryptograficzny 3-DES, ktÛry

wymaga zastosowania trzech rÛø-

nych kluczy o†d³ugoúci 56 bitÛw

kaødy i†trzykrotnego szyfrowania/

deszyfrowania kaødego bloku da-

nych.

Bardzo przydatnym wyposaøe-

niem podczas uruchamiania syste-

mu z†uk³adem CC1010 jest wbudo-

wany w†niego interfejs ICD ( In-Cir-

cuit-Debugging ) przystosowany do

bezpoúredniej wspÛ³pracy z†pakie-

tem IDE firmy Keil (

Układ CC1010 jest przykładem nowoczesne−

go układu SoC ( System−on−a−Chip ):

w pojedynczej strukturze krzemowej

zintegrowano szybki mikrokontroler '51

z kompletnym transceiverem radiowym.

Podsumowanie

WiÍkszoúÊ CzytelnikÛw, zw³asz-

cza tych, ktÛrzy stosuj¹ w†swoich

opracowaniach mikrokontrolery

'51, z†pewnoúci¹ zgodzi siÍ

z†moj¹ opini¹: CC1010 jest nie-

zwykle atrakcyjn¹ propozycj¹ dla

wszystkich konstruktorÛw projek-

tuj¹cych systemy transmisji da-

nych w†pasmach ISM/SRD. Po³¹-

czenie w†jednej, niewielkiej obu-

dowie bogato wyposaøonego mik-

rokontrolera z transceiverem ra-

Dodatkowe informacje

Dystrybutorem firmy Chipcon w Polsce jest

Soyter Components, tel. (22) 722-06-85, fax: (22)

722-05-50, www.soyter.com.pl.

Vision 2).

Dodatkowe informacje oraz programy narzê-

dziowe dla uk³adu CC1010 publikujemy na p³ycie

CD-EP11/2002B w katalogu \chipcon_soc.

Elektronika Praktyczna 11/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: