CC1310硬件射频从设计到成型之二-CC1310原理图设计及器件选型

好，欢迎回来！我是TI中国无线MCU产品应用技术中心的工程师。

我叫张继伟。继续给大家介绍TI

Sub-1这解决方案中的一个芯片，叫CC1310。

好，我们来进行的一部分的原理图设计的介绍。

基本上分两个部分。一个部分呢，我会给大家解释一下我们的原理图。

另一方面就给大家介绍一下射频前端，

特别射频前端一些的选择，怎么样去选。

好，这个就是我们的原理图的最功控的一部分。

大家可能看到，原理图跟这个略有区别，就是，

原因是呢，就是会根据4乘4，或者5乘5、7乘7，

你这里会看到很多lO口的数量的不同。

但是对于原理图来说，那些方面，

只是一些机态的一些信号，看你的应用。

对于射频和晶振Reset这些部分的电路，

对于4乘4、5乘5和7乘7的芯片来说，

我们设计基本上是一样的。

所以这一部分才是给大家介绍的关键。

首先我们来看一下这个电路。

就是第一呢，在射频方面，射频方面，

我们会有Balun部分的电路，Filter部分的电路。

等会可以给大家详细来介绍一下这些部分大概都是什么样的功能，包括一些Crystal。

Crystal呢这个芯片，最基础的一个参考设计可以使用两颗Crystal，

包括它的Reset电路以及他的调试电路，就是它的JTAG接口。

好，我们看一下这颗芯片的Power Supply。

这个是它的供电的一个框图，

然后我们可以看到，它的主电进来了之后，其实

它的主Regulator，就是主电源会有两个部分。

一个部分是DC-DC，另外一部分是LDO。

这个可以根据大家的一个应用去选择。

TI的参考设计大多都是基于DC-DC来提供的，

这样的话，可以为大家提供一个最有效率的电源的解决方案。

然后，其中你也可以用Global LDO的方式去实现。

在这个讲座当中，我可能会给大家提到这个

Global LDO和DC-DC在对性能方面的一些影响。

大家留心一下， 这里有一个参数就好了。

然后它的主MCU产生的一个电压呢，叫VDDR。

这个电压基本上是1.8伏的一个工作电压。

然后，它再输入到我们的芯片内部，

再会分成各个不同的子电源模块，它的供电部分。

所以对于咱们应用来说，可能需要了解的是这样一个主电源模块。

他的大概一个架构，可能也会影响到大家后续在软件配置方面的一些考量。

好，我们先来看一下这个

Power Supply部分，这个整个的一个电路结构那就是从原理图里面截图截出来的。

我们可以看到这个VDDR，刚才我们看到的这个电源结构里面的VDDR。

它其实就是DC-DC产生的一个电压输出。

可以看到它是在电感之后，产生的这么一个电压。

然后这是非常标准的一个DC-DC的这么的一个结构图。

外面就是需要的一个电感和电容来做这个pwm和pmf的滤波。

然后，主电源部分进来我们是经过了磁阻和一系列的滤波，

来达到这颗芯片最好地一个这个射频和机待性能。

这边大家可以参考一下，就是我们各个Pin角的一些具体的一些定义，

还是比较好理解的。

然后这里面，Highlight一下就是，

我们的VDDS，会支持一个很宽的工作电压，

从1.8伏到3.8伏，都可以来支持。

这个电压也恰好是我们的碱性电池，

或者纽扣电池，它非常非常好的一个工作电压范围。

这个就是我们的这个DC-DC的连接方式。

我们看一下Regulator的连接方式。

在这个模式下，它可以省一颗DC-DC的电感。

它主要的功能是这样的：

就是它其实是把这颗

DC-DC Bypass掉，

直接给这个VDDR来供电。

所以这个时候其实我们对这个VDDR的供电电压的范围就会变得很窄，

就1.7到1.95伏。

这个其实在我的客户里 有很多具体一些应用。

它直接就使用这样的一个电压。

最大的好处是，所有的IO口也都是1.8伏的。

你可以就是在一些1.8伏的系统里面有这种工作

的方式也是非常非常划算的，

可以省去了很多种电频转换的工作，另外的还可以省去了这个

也是价格比较贵的这个DC-DC。

好，我们看一下这个设计里面的

两颗Crystal：一个是32-768，另外一个就是24兆的Crystal。

对于24兆来说，毋庸置疑，就说我还是强烈建议大家选择

我们参考设计里面推荐的一些料。

如果不能选择我们参考设计里面推荐的料还是强烈建议，就是它的

参数，一定要和参考设计很接近。

因为在我们参考设计里面是这样

就说我们选择的是9 pF的负载电容的Crystal。

这样的话你在参考设计里不会见到这两颗负载电容，

原因是我们内部是有一个负载电容阵。

然后它刚好可以相当于这两个CL的。

我们内部的CL其实也可以是通过软件去调整的。

大家可以参照一下我们的Wiki Page，里面也有相关的一些英文挡。

在这里就不详细来说了。

我还强烈建议大家在选择这个

fast clock的Crystal的时候负载电容，

要选得，要在10 pF以下，要跟我们的规格书相匹配，

包括ESR_max也不能超过60欧姆。

这样的话主要是为了增加一个芯片的起存条件。

另外一个就是32-768这样的Crystal，

我们在最新的B版本的Release之后，

是可以把这个32-768的Crystal，可以省掉的。

换而言之呢，它可用我们内部的RC - Oscillator去工作。

当然这个Oscillator，它的Frequency的Accuracy会比较差一点。

它会定期地用24兆去做校准，所以于此带来的呢，可能功耗会略微高一点点。

好，这是JTAG/Reset的一些的 参考电路。

大家在做开发板设计的时候基本上按照我们的参考

电路来设计，基本问题不大了。

主要是JTAG它也可以支持2线和4线的这种JTAG的

参考设计。然后，在我们的开发板上，

Smart Type 061b用的XDS100 v3的防震器，

然后，在我们的LaunchPad上面，

我们用的是XDS110防震器。

同时我们也可以支持其他的一些种类的防震器。

这个大家可以根据自己的这个工作环境来选择。

好，我们来看一下射频前端。

射频前端我们的开发板一般给客户留了两个选择：

一个是板载天线，就是你在做一些测试，或者软件调试的时候，

你可以直接用我们的 板载天线去调试。

然后另外还有SMA接口，SMA接口，

主要是为了大家在做射频测试，评估射频指标的时候来使用的一个接口。

上面用了一个共派了的这个器件去做一些转换。

在你的设计里其实你也可以引入一些相关的一些思想

和进行实验室测试， 包括出厂测试等等，

都可以引入一些相关的思想。

然后，我们来看一下这个射频接口。

射频接口一共就三个P，FR_P，P就是Positive。

RF_N: FR negative。

所以一看这两个名字，大家就知道这是一个岔分的输出接口。

另外就是RX_TX。

它这个呢，主要就是给

视频的接收用的一个bias这么一个Pin角。

好，来看到就说它在设计方面呢，就是可以会有

几个选择：第一个就是你可以选择Differential的接口。

另外也可以选择这种Single ended，就是单端的接口。

当然它的尺寸会很小。我们TI都会提供相关的一些参考设计。

另外就是你还可以支持一些这种接口，分别去接这个

两根天线，来实现这么一些功能结构分级这样一些方案。

我们也推出了一些空中接口分级的参考设计，

在那个参考设计里，我们其实是外部用了一个开关，来保证它的一个

更好地射频性能。

好，我们看一下这个射频前端的

参考设计里面都有哪些Option， 就是方便大家来选择。

首先我们分成两个维度 一个是单端还是岔分。

你要选择什么，还是External bias还是Internal bias?

你要选择什么？

当然了，它的器件个数和它的 性能是略有差别的。

最复杂地一个设计是岔分加上External bias，这也是我们大多数客户

选择的一个方案，因为它可以得到最佳的Rx性能

和最佳的Tx性能， 因为它是岔分射出。

只是它的这个

BOM的器件个数和 尺寸会稍微大一点。

然后它最节省的一个，我们看象限最后一个维度

是最小的这样一个设计，最小的这个BOM。

但是就相对来说，我的Sensitivity

和Tx Power会各小3 dB。

这个就是Single-ended加上Internal bias，外面只需要3、4个器件，

参考设计里面就可以解决。

然后另外相对来说， 你可以选择一些中间方案，

在它的这个另外两个象限上。

另外对于射频前端来说你也可以用一些集成的方案，

就是我们有些第三方，它帮我们做了一些叫IBC，就是

它把所有的外围器件给集成到了一个器件里面去。

做一个集成的巴伦，这个它的接口匹配直接是对应，

就是帮我们的芯片定制的，

像Johanson、Murata都有 相关的一些产品。

好，谢谢大家！ 这是原理图部分的介绍。

好，欢迎回来！我是TI中国无线MCU产品应用技术中心的工程师。

我叫张继伟。继续给大家介绍TI

Sub-1这解决方案中的一个芯片，叫CC1310。

好，我们来进行的一部分的原理图设计的介绍。

基本上分两个部分。一个部分呢，我会给大家解释一下我们的原理图。

另一方面就给大家介绍一下射频前端，

特别射频前端一些的选择，怎么样去选。

好，这个就是我们的原理图的最功控的一部分。

大家可能看到，原理图跟这个略有区别，就是，

原因是呢，就是会根据4乘4，或者5乘5、7乘7，

你这里会看到很多lO口的数量的不同。

但是对于原理图来说，那些方面，

只是一些机态的一些信号，看你的应用。

对于射频和晶振Reset这些部分的电路，

对于4乘4、5乘5和7乘7的芯片来说，

我们设计基本上是一样的。

所以这一部分才是给大家介绍的关键。

首先我们来看一下这个电路。

就是第一呢，在射频方面，射频方面，

我们会有Balun部分的电路，Filter部分的电路。

等会可以给大家详细来介绍一下这些部分大概都是什么样的功能，包括一些Crystal。

Crystal呢这个芯片，最基础的一个参考设计可以使用两颗Crystal，

包括它的Reset电路以及他的调试电路，就是它的JTAG接口。

好，我们看一下这颗芯片的Power Supply。

这个是它的供电的一个框图，

然后我们可以看到，它的主电进来了之后，其实

它的主Regulator，就是主电源会有两个部分。

一个部分是DC-DC，另外一部分是LDO。

这个可以根据大家的一个应用去选择。

TI的参考设计大多都是基于DC-DC来提供的，

这样的话，可以为大家提供一个最有效率的电源的解决方案。

然后，其中你也可以用Global LDO的方式去实现。

在这个讲座当中，我可能会给大家提到这个

Global LDO和DC-DC在对性能方面的一些影响。

大家留心一下， 这里有一个参数就好了。

然后它的主MCU产生的一个电压呢，叫VDDR。

这个电压基本上是1.8伏的一个工作电压。

然后，它再输入到我们的芯片内部，

再会分成各个不同的子电源模块，它的供电部分。

所以对于咱们应用来说，可能需要了解的是这样一个主电源模块。

他的大概一个架构，可能也会影响到大家后续在软件配置方面的一些考量。

好，我们先来看一下这个

Power Supply部分，这个整个的一个电路结构那就是从原理图里面截图截出来的。

我们可以看到这个VDDR，刚才我们看到的这个电源结构里面的VDDR。

它其实就是DC-DC产生的一个电压输出。

可以看到它是在电感之后，产生的这么一个电压。

然后这是非常标准的一个DC-DC的这么的一个结构图。

外面就是需要的一个电感和电容来做这个pwm和pmf的滤波。

然后，主电源部分进来我们是经过了磁阻和一系列的滤波，

来达到这颗芯片最好地一个这个射频和机待性能。

这边大家可以参考一下，就是我们各个Pin角的一些具体的一些定义，

还是比较好理解的。

然后这里面，Highlight一下就是，

我们的VDDS，会支持一个很宽的工作电压，

从1.8伏到3.8伏，都可以来支持。

这个电压也恰好是我们的碱性电池，

或者纽扣电池，它非常非常好的一个工作电压范围。

这个就是我们的这个DC-DC的连接方式。

我们看一下Regulator的连接方式。

在这个模式下，它可以省一颗DC-DC的电感。

它主要的功能是这样的：

就是它其实是把这颗

DC-DC Bypass掉，

直接给这个VDDR来供电。

所以这个时候其实我们对这个VDDR的供电电压的范围就会变得很窄，

就1.7到1.95伏。

这个其实在我的客户里 有很多具体一些应用。

它直接就使用这样的一个电压。

最大的好处是，所有的IO口也都是1.8伏的。

你可以就是在一些1.8伏的系统里面有这种工作

的方式也是非常非常划算的，

可以省去了很多种电频转换的工作，另外的还可以省去了这个

也是价格比较贵的这个DC-DC。

好，我们看一下这个设计里面的

两颗Crystal：一个是32-768，另外一个就是24兆的Crystal。

对于24兆来说，毋庸置疑，就说我还是强烈建议大家选择

我们参考设计里面推荐的一些料。

如果不能选择我们参考设计里面推荐的料还是强烈建议，就是它的

参数，一定要和参考设计很接近。

因为在我们参考设计里面是这样

就说我们选择的是9 pF的负载电容的Crystal。

这样的话你在参考设计里不会见到这两颗负载电容，

原因是我们内部是有一个负载电容阵。

然后它刚好可以相当于这两个CL的。

我们内部的CL其实也可以是通过软件去调整的。

大家可以参照一下我们的Wiki Page，里面也有相关的一些英文挡。

在这里就不详细来说了。

我还强烈建议大家在选择这个

fast clock的Crystal的时候负载电容，

要选得，要在10 pF以下，要跟我们的规格书相匹配，

包括ESR_max也不能超过60欧姆。

这样的话主要是为了增加一个芯片的起存条件。

另外一个就是32-768这样的Crystal，

我们在最新的B版本的Release之后，

是可以把这个32-768的Crystal，可以省掉的。

换而言之呢，它可用我们内部的RC - Oscillator去工作。

当然这个Oscillator，它的Frequency的Accuracy会比较差一点。

它会定期地用24兆去做校准，所以于此带来的呢，可能功耗会略微高一点点。

好，这是JTAG/Reset的一些的 参考电路。

大家在做开发板设计的时候基本上按照我们的参考

电路来设计，基本问题不大了。

主要是JTAG它也可以支持2线和4线的这种JTAG的

参考设计。然后，在我们的开发板上，

Smart Type 061b用的XDS100 v3的防震器，

然后，在我们的LaunchPad上面，

我们用的是XDS110防震器。

同时我们也可以支持其他的一些种类的防震器。

这个大家可以根据自己的这个工作环境来选择。

好，我们来看一下射频前端。

射频前端我们的开发板一般给客户留了两个选择：

一个是板载天线，就是你在做一些测试，或者软件调试的时候，

你可以直接用我们的 板载天线去调试。

然后另外还有SMA接口，SMA接口，

主要是为了大家在做射频测试，评估射频指标的时候来使用的一个接口。

上面用了一个共派了的这个器件去做一些转换。

在你的设计里其实你也可以引入一些相关的一些思想

和进行实验室测试， 包括出厂测试等等，

都可以引入一些相关的思想。

然后，我们来看一下这个射频接口。

射频接口一共就三个P，FR_P，P就是Positive。

RF_N: FR negative。

所以一看这两个名字，大家就知道这是一个岔分的输出接口。

另外就是RX_TX。

它这个呢，主要就是给

视频的接收用的一个bias这么一个Pin角。

好，来看到就说它在设计方面呢，就是可以会有

几个选择：第一个就是你可以选择Differential的接口。

另外也可以选择这种Single ended，就是单端的接口。

当然它的尺寸会很小。我们TI都会提供相关的一些参考设计。

另外就是你还可以支持一些这种接口，分别去接这个

两根天线，来实现这么一些功能结构分级这样一些方案。

我们也推出了一些空中接口分级的参考设计，

在那个参考设计里，我们其实是外部用了一个开关，来保证它的一个

更好地射频性能。

好，我们看一下这个射频前端的

参考设计里面都有哪些Option， 就是方便大家来选择。

首先我们分成两个维度 一个是单端还是岔分。

你要选择什么，还是External bias还是Internal bias?

你要选择什么？

当然了，它的器件个数和它的 性能是略有差别的。

最复杂地一个设计是岔分加上External bias，这也是我们大多数客户

选择的一个方案，因为它可以得到最佳的Rx性能

和最佳的Tx性能， 因为它是岔分射出。

只是它的这个

BOM的器件个数和 尺寸会稍微大一点。

然后它最节省的一个，我们看象限最后一个维度

是最小的这样一个设计，最小的这个BOM。

但是就相对来说，我的Sensitivity

和Tx Power会各小3 dB。

这个就是Single-ended加上Internal bias，外面只需要3、4个器件，

参考设计里面就可以解决。

然后另外相对来说， 你可以选择一些中间方案，

在它的这个另外两个象限上。

另外对于射频前端来说你也可以用一些集成的方案，

就是我们有些第三方，它帮我们做了一些叫IBC，就是

它把所有的外围器件给集成到了一个器件里面去。

做一个集成的巴伦，这个它的接口匹配直接是对应，

就是帮我们的芯片定制的，

像Johanson、Murata都有 相关的一些产品。

好，谢谢大家！ 这是原理图部分的介绍。