半導(dǎo)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(jìn)，但在設(shè)計(jì)方面則追求“少即是多”的理念。在德州儀器，我們研究了SimpleLinkTM無(wú)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(wú)論您是設(shè)計(jì)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(dòng)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-GHz MCU中，從而產(chǎn)生了該款無(wú)晶振無(wú)線MCU器件：CC2652RB。該器件支持通過(guò)低功耗藍(lán)牙?、ZigBee和Thread協(xié)議進(jìn)行通信，并且采用7毫米x7毫米方形扁平無(wú)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(huì)產(chǎn)生的高速48MHz時(shí)鐘信號(hào)，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(shì)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(wú)線應(yīng)用而設(shè)計(jì)。去除外部48MHz晶體，可將傳統(tǒng)的7毫米x7毫米QFN無(wú)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(jiǎn)化開(kāi)發(fā)

石英晶體是無(wú)線電射頻(RF)布局中最常見(jiàn)的痛點(diǎn)之一。它們通常是諸如噪聲、串?dāng)_或晶體頻率調(diào)諧等問(wèn)題的根源。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，常常需要PCB新的改版來(lái)解決這些問(wèn)題。從而增加了開(kāi)發(fā)成本。使用CC2652RB可以避免這些風(fēng)險(xiǎn)。

魯棒性和耐用性

當(dāng)今許多創(chuàng)新產(chǎn)品都用于惡劣環(huán)境中。從工業(yè)機(jī)器人的持續(xù)振動(dòng)到器件掉落的機(jī)械沖擊，無(wú)線設(shè)備都需在許多情況下可靠地運(yùn)行。

BAW諧振器技術(shù)是一種在惡劣環(huán)境下可長(zhǎng)效運(yùn)行的設(shè)計(jì)選擇。在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MIL-SD-883H的測(cè)試中，它對(duì)機(jī)械沖擊和振動(dòng)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)，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(dá)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(wú)線頻率穩(wěn)定度更高，時(shí)序和傳輸錯(cuò)誤更少。

石英晶體也更容易在機(jī)械沖擊下破裂，從而終止器件的無(wú)線功能。如果外部晶體破碎，則需要完全更換以恢復(fù)無(wú)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(gè)易碎部件。

實(shí)體安全

利用BAW諧振器技術(shù)可減少M(fèi)CU在安全性上的潛在弱點(diǎn)。移除外部晶體可減少與系統(tǒng)時(shí)序相關(guān)的側(cè)通道攻擊的機(jī)會(huì)。

我目前使用CC2652R，如何遷移到CC2652RB？

從CC2652R遷移到CC2652RB非常簡(jiǎn)單。這兩個(gè)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(jiǎn)單，不用連接管腳。

從軟件角度來(lái)看，更改非常簡(jiǎn)單：您只需更改時(shí)鐘源寄存器。借助所有SimpleLink器件使用的通用SimpleLink平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)套件（SDK），您的其余軟件可無(wú)縫過(guò)渡到CC2652RB

使用CC2652RB進(jìn)行設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單。您會(huì)發(fā)現(xiàn)，從CC2652R遷移到CC2652RB可減少整體占用面積并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。

審核編輯：郭婷