CC1310软件速成之二 – CC1310软件开发包和协议栈

大家好！我是德州仪器无线连接技术部门的现场应用工程师Barbara Wu。

这里我要给大家介绍德州仪器1G以下无线芯片软件开发的相关知识。

在上一讲中，我们了解了CC1310的工作原理，

在这一讲中，

我们一起来了解一下，CC1310支持哪些软件包和协议栈。

以及如何在不同的软件包和协议栈中，选择最适合自己应用的一个，

作为软件开发的起点。

从框图中我们可以看到，

CC1310可以支持

wM-Bus、6LoWPAN、Sigfox、

以及TI的1G以下协议栈。

wM-Bus是无线Meter-Bus的简称，

M-Bus是一种专门为消耗测量仪器和技术器传送信息的数据总线设计的。

M-Bus在建筑物和工业能源消耗数据采集有多方面的应用。

wM-Bus是无线M-Bus的标准，

也就是EN13757-42005标准。

它规定了水表、燃气表、

热量表和电表之间的通信。

适用于智能仪表或先进抄表技术设施的应用，

目前正广泛地被欧洲市场所接受。

以前wM-Bus只是在868兆赫兹频段中工作，

这个频段的特点是在射频覆盖范围和天线尺寸之间有一个比较好的平衡。

最近，两个新的频段，

169兆赫兹和433兆赫兹也被添加到了wM-Bus规范之中，

因此，引入了具有更高链路预算的窄带解决方案，

也比868兆赫兹的解决方案有更高的射频覆盖范围。

TI则可以提供硬件开发支持和软件参考支持。

6LoWPAN全称是IPv6 Over Low Power Wireless Personal Area Networks，

是一种低功耗的无线网状网络，

其中每一个节点都有自己的IPv6地址，

允许其使用开放标准直接连接到互联网。

Contiki是一个开源的操作系统，及网站上有基于Contiki的开源6LoWPAN协议栈可供下载。

SIGFOX是低功耗网络技术，

由法国Sigfox公司定义和所有。

采用超窄带技术，

使网络设备同时具有低功耗和长距离的特点。

用户可以开发Sigfox的硬件

并申请获取Sigfox的软件支持。

TI自定义1G以下软件方案有两种。

一种是TI 15.4-Stack，一种是Easylink。

我们接下来一起看一下这两种软件的解决方案。

首先，

我们介绍一下什么是TI-RTOS，这是一个TI自定义的实时操作系统，

可以支持先发多线程，确定性程序调度，包含定制的TI-RTOS内核以及完全集成的电源管理模块。

TI 15.4协议栈和EasyLink都跑在TI-RTOS上。

在上一讲中，

我们介绍了CC1310包含了四个部分。

TI-RTOS运行在主MCU M3上，

提供了对RF的视频接口驱动、

对SCE的驱动

和对外设的驱动，

同时提供了丰富的工具箱，可以轻松的控制任务的调度，

不同任务之间的数据传递等功能。

由于TI-RTOS这些模块儿的支持，可以快速的调用接口操控不同的外设，

简单地建立自己的多任务应用，

而不用操心功耗管理的问题。

系统会自动根据应用使用状况，将芯片置于最低功耗模式。

那么什么是TI 15.4协议栈呢？

简单地说，是TI基于IEEE 802.15.4e开发的低功耗的星状网络协议栈。

可以支持1G以下频段，

从而避开了拥挤的2.4G频段，并兼具1G以下射频模块通信距离长的优点。

网络自带跳频ACK重传机制和AES加密功能。

在开发方面，

TI提供了丰富的Out of the Box的事例程序，包括节点和网关的支持，

以及Sensor to Cloud的ioT物联网应用

在功耗方面，CC1310为网络节点提供了小于6毫安的峰值电流和0.6微安的休眠电流支持。

网络节点可以做到超低功耗开销。

那么什么又是EasyLink呢？

从框图中，我们可以看到，EasyLink是架构在TI-RTOS上，

对射频驱动层的一个封装，

它将底层的视频驱动封装成了简单的函数接口，

例如EasyLink_init、EasyLink_transmit、

EasyLink_receive等。

用户自定义的应用程序可以直接调用这些接口来操控射频完成初始化、发送、

接收等工作。

由于EasyLink只是一个封装层，

所以并不只限于对1G以下频段PHY的支持，同时它也可以支持2.4G的PHY。

客户可以通过使用TI的开发工具导出不同地射频配置，

应用在EasyLink上。

以上介绍了这么多不同的软件支持，那么接下来我们来看一下如何选择一个最适合自己的网络应用。

从网络种类来分类，基本地网络可以分为点对点网络、星状网络

和网状网络三种。

其中，点对点网络最为简单，通常在射频测试中最为常见。

在TI提供的CC1310SDK中就有基于EasyLink的简单历程，

可以不需要另外编程就搭建点对点的数据通信。

而在实际生活中，

最常用的网络则是星状网络，

例如智能楼宇、智能抄表、智能传感器网络。

适用于星状网络的协议栈可以是开源的6LoWPAN，

也可以是在欧洲被广泛应用的Wireless M-Bus，

还可以是TI提供从硬件到软件所有支持的15.4协议栈，

也可以是基于IT-RTOS或者EasyLink，

由客户自定义开发的协议栈。

而对于更加复杂的mesh网络，

由于通常mesh网络较星状网络来说，比较难以做到低功耗，

则被用于一些对功耗要求不苛刻的智能楼宇、

智能传感器

和智能表类应用中，

同样可以使用开源的Conkiti-6LoWPAN，

或者基于TI-RTOS由客户自定义开发。

谢谢大家的观看！

大家好！我是德州仪器无线连接技术部门的现场应用工程师Barbara Wu。

这里我要给大家介绍德州仪器1G以下无线芯片软件开发的相关知识。

在上一讲中，我们了解了CC1310的工作原理，

在这一讲中，

我们一起来了解一下，CC1310支持哪些软件包和协议栈。

以及如何在不同的软件包和协议栈中，选择最适合自己应用的一个，

作为软件开发的起点。

从框图中我们可以看到，

CC1310可以支持

wM-Bus、6LoWPAN、Sigfox、

以及TI的1G以下协议栈。

wM-Bus是无线Meter-Bus的简称，

M-Bus是一种专门为消耗测量仪器和技术器传送信息的数据总线设计的。

M-Bus在建筑物和工业能源消耗数据采集有多方面的应用。

wM-Bus是无线M-Bus的标准，

也就是EN13757-42005标准。

它规定了水表、燃气表、

热量表和电表之间的通信。

适用于智能仪表或先进抄表技术设施的应用，

目前正广泛地被欧洲市场所接受。

以前wM-Bus只是在868兆赫兹频段中工作，

这个频段的特点是在射频覆盖范围和天线尺寸之间有一个比较好的平衡。

最近，两个新的频段，

169兆赫兹和433兆赫兹也被添加到了wM-Bus规范之中，

因此，引入了具有更高链路预算的窄带解决方案，

也比868兆赫兹的解决方案有更高的射频覆盖范围。

TI则可以提供硬件开发支持和软件参考支持。

6LoWPAN全称是IPv6 Over Low Power Wireless Personal Area Networks，

是一种低功耗的无线网状网络，

其中每一个节点都有自己的IPv6地址，

允许其使用开放标准直接连接到互联网。

Contiki是一个开源的操作系统，及网站上有基于Contiki的开源6LoWPAN协议栈可供下载。

SIGFOX是低功耗网络技术，

由法国Sigfox公司定义和所有。

采用超窄带技术，

使网络设备同时具有低功耗和长距离的特点。

用户可以开发Sigfox的硬件

并申请获取Sigfox的软件支持。

TI自定义1G以下软件方案有两种。

一种是TI 15.4-Stack，一种是Easylink。

我们接下来一起看一下这两种软件的解决方案。

首先，

我们介绍一下什么是TI-RTOS，这是一个TI自定义的实时操作系统，

可以支持先发多线程，确定性程序调度，包含定制的TI-RTOS内核以及完全集成的电源管理模块。

TI 15.4协议栈和EasyLink都跑在TI-RTOS上。

在上一讲中，

我们介绍了CC1310包含了四个部分。

TI-RTOS运行在主MCU M3上，

提供了对RF的视频接口驱动、

对SCE的驱动

和对外设的驱动，

同时提供了丰富的工具箱，可以轻松的控制任务的调度，

不同任务之间的数据传递等功能。

由于TI-RTOS这些模块儿的支持，可以快速的调用接口操控不同的外设，

简单地建立自己的多任务应用，

而不用操心功耗管理的问题。

系统会自动根据应用使用状况，将芯片置于最低功耗模式。

那么什么是TI 15.4协议栈呢？

简单地说，是TI基于IEEE 802.15.4e开发的低功耗的星状网络协议栈。

可以支持1G以下频段，

从而避开了拥挤的2.4G频段，并兼具1G以下射频模块通信距离长的优点。

网络自带跳频ACK重传机制和AES加密功能。

在开发方面，

TI提供了丰富的Out of the Box的事例程序，包括节点和网关的支持，

以及Sensor to Cloud的ioT物联网应用

在功耗方面，CC1310为网络节点提供了小于6毫安的峰值电流和0.6微安的休眠电流支持。

网络节点可以做到超低功耗开销。

那么什么又是EasyLink呢？

从框图中，我们可以看到，EasyLink是架构在TI-RTOS上，

对射频驱动层的一个封装，

它将底层的视频驱动封装成了简单的函数接口，

例如EasyLink_init、EasyLink_transmit、

EasyLink_receive等。

用户自定义的应用程序可以直接调用这些接口来操控射频完成初始化、发送、

接收等工作。

由于EasyLink只是一个封装层，

所以并不只限于对1G以下频段PHY的支持，同时它也可以支持2.4G的PHY。

客户可以通过使用TI的开发工具导出不同地射频配置，

应用在EasyLink上。

以上介绍了这么多不同的软件支持，那么接下来我们来看一下如何选择一个最适合自己的网络应用。

从网络种类来分类，基本地网络可以分为点对点网络、星状网络

和网状网络三种。

其中，点对点网络最为简单，通常在射频测试中最为常见。

在TI提供的CC1310SDK中就有基于EasyLink的简单历程，

可以不需要另外编程就搭建点对点的数据通信。

而在实际生活中，

最常用的网络则是星状网络，

例如智能楼宇、智能抄表、智能传感器网络。

适用于星状网络的协议栈可以是开源的6LoWPAN，

也可以是在欧洲被广泛应用的Wireless M-Bus，

还可以是TI提供从硬件到软件所有支持的15.4协议栈，

也可以是基于IT-RTOS或者EasyLink，

由客户自定义开发的协议栈。

而对于更加复杂的mesh网络，

由于通常mesh网络较星状网络来说，比较难以做到低功耗，

则被用于一些对功耗要求不苛刻的智能楼宇、

智能传感器

和智能表类应用中，

同样可以使用开源的Conkiti-6LoWPAN，

或者基于TI-RTOS由客户自定义开发。

谢谢大家的观看！