Bugün tek bir cihaz, RF tasarımı ile iletişim kurmak ve bu sistemleri başarıyla dağıtmak için düşük güç ağlarına katılmak zorunda kalabilir.Bu makale, çok kanallık modüllerin bir temel mimari gereksiniminden çok daha fazla entegre edilmesi gerekir.

Multi-Protocol Connectivity Mimarisi

Multi-protocol modülleri genellikle bir veya daha fazla radyo transceivers, güçlü bir mikrokontrol veya uygulama işlemcisi ve kapsamlı bir yazılım yığınına girer: en yaygın mimariler üç kategoriye girer: tek-çik açık çözümler, ayrı ayrı çoklu-çik modüller ve yazılım tanımlı radyolar (SDR). Bu mimariler arasındaki seçim gerekli olan belirli protokol kombinasyonlarına bağlıdır, mevcut yönetim kurulu alanına, malzeme hedef faturası (BOM) maliyet ve kabul edilebilir güç zarfı.

Single-Chip Combo Solutions

Combo cipsi tek bir ölüye birden çok radyo çekirdeği entegre eder, ortak bir anten arayüzü paylaşır ve genellikle tek bir kristal osilatörün maliyeti ve alanı azaltmak için bir araya gelmesi tercih edilir.Bu yaklaşım, Wi-Fi gibi yüksek hacimli bir bağlantı için tercih edilir ve bir kayıtta basitleştirir, çünkü örneğin, Espressif bir ESP32-C6 ile birlikte tek bir radyoyu entegre eder - aynı zamanda 5.4 bir sabit bir cihazı yönetmek için kullanılabilir.

Ayrık Çok-Chip Modüller (SiP ve CoB)

Maksimum performans veya standart olmayan protokol kombinasyonlarını gerektiren uygulamalar için, ayrı bir sistemli bir radyo çipine bağımsız olarak sertifikalı bir paket (SiP) veya onları özel bir taşıyıcı kurulunda birleştirin (kap-on-board, CoB) Bu mimari, her bir protokol için en iyi radyo seçmek için daha fazla esneklik sağlar, böylece ayrı bir ultra-düşük-düşük-güçlü bir şekilde yüksek çözünürlükte daha karmaşık bir şekilde çalışır.

Yazılım savunmalı bir Radyo Esnek Alternatif Olarak

Derin gömülü veya son derece uzman sistemler, askeri iletişim için çekici bir seçenek, IoT terminalleri ve gelişmiş araştırma platformları sağlar. Ancak, SDR donanımın yüksek hacimli, batarya destekli tüketici cihazları için aynı donanıma izin verir.For most ticari gömülü uygulamalar için, donanım tabanlı koncurency features of modern combo SoCs offer a better denge of performance and activity.

Eleştirel Tasarım Challenges ve Mühendislik Çözümleri

Birden fazla radyoyu tek bir gömülü sisteme entegre etmek, alanda başarısız bir sertifikaya veya güvenilmez bir operasyona yol açıyor.

RF Coexistence ve Interference Mitigation

En önemli meydan okuma, aynı veya bitişik frekans gruplarının aynı anda kullanımıdır, özellikle de kablolamaları ile ilgili olarak, üç boyutlu Packet Trafik Tahkimi (PTA) mekanizması, Wi-Fi Alliance tarafından belirlenen bir temelleme mekanizmasıdır.

Multi-Radyo Sistemlerinde Güç Tüketimi

Birden fazla aktif protokol yığınına destek vermek, onları dikkatli bir şekilde idare etmediği takdirde bir bataryayı hızla dağıtabilir. Etkili stratejiler, bellek seviyesinde dinamik güç yönetimi içerir. Sistem, kullanılan radyoları derin uyku eyaletleri ( 1 μA) gibi kullanarak agresif bir şekilde geçişmelidir ve onları sadece düşük güç arkadaşı çekirdeği veya bir sensör merkezi kullanarak periyodik görevleri (sol reklamlarını izlemek gibi) sürekli radyo yayınlayıcısı uyku işlemleri için sürekli olarak optimize etmek yerine, ortak bir mimaridir.

Protokol Stack Tahkim ve Yazılım Kompleksi

Birden fazla protokol yığını, sabit bellek işlemleri için güvenli bir gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) ile doğrusal olmayan planlama için uygun bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.Inforeseen bellek parçaları, her zaman sabit bellek tahsislerine göre trafiklere yol açabilir.

Uygulama-Specific Implementation Scenarios

İdeal multi-protocol stratejisi son uygulamaya çok bağlıdır. Aşağıdaki senaryolar, mimari kararların piyasa gereksinimleri tarafından nasıl yönlendirildiğini göstermektedir.

Smart Home ve Madde Protokolü

Connectivity Standartları İttifakı tarafından yapılan madde standardının tanıtımı, temel olarak akıllı ev cihazları için manzarayı değiştirdi. Madde, düşük güç ağ kontrolü ve yüksek bant genişliği iletişim için Wi-Fi, yalnızca ilk cihaz komisyonlama işlemi için kullanılan bir gömülü cihazdır. Bu nedenle, kullanıcı tarafından belirlenen üç protokolü sorunsuz bir şekilde yönetmek gerekir.Demek gerekirse, cihaz bir akıllı uygulamadan gelen reklamları kontrol etmek, ağ bilgilerini yukarı doğru bir şekilde kapatarak, bu şekilde bir mühendislikte gerekli olan bir yazılım elime katılın.

Industrial IoT (IIoT) ve Deterministic Communication

Endüstriyel uygulamalar güvenilirlik ve deterministic latency talep eder. Multi-protocol ağlarında bu alanda genellikle düşük güç sensörü ağı (örneğin, Zigbee PRO, KablosuzHART veya özel bir Sub-1 GHz protokolü) bir arka kemiği Wi-Fi veya Ethernet ağı ile. Ağ geçidi, ev sahibi sisteme sabit bir bağlantı sağlamak için yüzlerce uç düğümden gelen sensör verilerini sokmalıdır.

Tıbbi Giyimlenebilir ve Sürekli İzleme

Giyim edilebilir tıbbi cihazlar ultra uzun bir güç tüketimi ve güvenilir veri iletimi gerektirir, genellikle cihaz hareket halindeyken ve RF ortamı sürekli değişmektedir. Kullanıcı müdahalesi olmadan mevcut bağlam için çok uygun bir protokol kullanabilir. Örneğin, BLE bağlantı için, cihaz otomatik olarak veri yükleyebilir veya daha sonra Wi-Fi yüklemesi gerektiğinde otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak kullanabilir.

Anten Sistemi: Çok değişkenli bir Tasarım Eklenme

Anten tasarımı sıklıkla çok yüksek çözünürlükte başarısızlık noktasıdır. Birden fazla protokol için tek bir anten kullanarak, bir GPS anteni ile birlikte, tüm aktif radyoların frekans aralıklarını idare edebilecek bir geçiş işlemine izin vermek gerekir.Bu geçişin eklenme kaybı, alıcının sigara içme bütçesini azaltmasından kaçınmak için en aza indirmeli.Eğer ayrı antenler kullanılabilir.

Filo Yönetimi ve Over-the-Air Updates

Çok yüksek performanslı bir filoyu yönetmek, cihazın bilinen iyi bir bootloader'e geri dönebilmesi için, başarısız bir güncelleme olarak desteklenen kablosuz bağlantıların herhangi birinde güvenilir bir şekilde çalıştırılabilir.Büyük bir altyapı seçmek için iyi bir uygulama, envanter cihazlarının kullanılmasını sağlamak, böylece cihazın operasyonel olarak yanlış bir şekilde dağıtması gerekir.In the update protocol itself must run reliable over any of the large filo, Select a backend platformunu seçmek, böylece dağıtım sistemi kurmak ve güncellemek için gerekli olan bir ayarlama.

Test, Sertifika ve Uyum Pat yolları

Bir modüle geçiş yaparken CE ve ISO sertifikasyonunu gerektirmez, anten tasarımı ve düzeni tam olarak kopyalayabilir.Pre-cerized modülleri bu yükü önemli ölçüde azaltabilir.Bir modül başarılı bir şekilde azaltıldığında, CE ve ISED modüler sertifikasyonu gerektirir, son ürün radyonun tekrar test edilmesini gerektirmez, anten tasarımı ve düzeni çoğaltmak için modülasyon sağlar.Herhangi bir sapma - farklı bir anten kullanarak - güç tedarikini değiştirmek için farklı bir anteni veya değiştirme işlemine yardımcı olur.

Multi-Protocol Kablosuz Gelecek Trendleri

Bir sonraki kablosuz sistemler bilişsel radyo gibi özellikler tarafından tanımlanacaktır, cihazın dinamik olarak gerçek zamanlı kanal koşullarına ve uygulama taleplerine dayanan en uygun protokol, AI ve ML'nin kenardaki entegrasyonu, merkezi bir sunucudan müdahale etmeden daha geniş bir kanal seçimine olanak sağlayacaktır.Ayrıca, sınırsız olmayan spektrumun genişlemesi (örneğin, Wi-Fi 6E/7) için 6 GHz daha sabit bir şekilde ayarlandığında daha geniş bir şekilde hizmet sağlar.

Başarılı bir şekilde çok yüksek kablosuz modüller, IoT donanımını, bilgisayarlarını ve operasyonlarını kapsayan bir sistem düzeyinde bir perspektif gerektirir. Mimari seçenekleri, RF ve güç sorunlarını anlamak ve başarılı bir ürün lansmanından sertifikasyon ve filo yönetimi planlamak, mühendislik takımları, güvenilir ve güvenilir bir şekilde bir araya gelebilecek cihazlarla bağlantı kurabilir.Anahtar bir yazılım çerçevesinin stratejik kullanımı)