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T-BOX系統(tǒng)解決方案深度剖析之無線連接單元

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:TI ? 作者:TI ? 2023-04-03 10:19 ? 次閱讀

遠(yuǎn)程信息處理控制單元(TCU或T-BOX)是一種嵌入式車載系統(tǒng),可應(yīng)用于車輛的無線跟蹤與通信等領(lǐng)域。

在T-BOX中,無線連接單元主要包括以下四個(gè)模塊,GSM/GPRS/LTE,GPS,Wi-Fi以及Bluetooth。

1) GSM/GPRS/LTE

GSM/GPRS/LTE都屬于移動(dòng)通信技術(shù)。GSM(Global System for Mobile Communications)是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng),也就是我們常說的2G;GPRS(General Packet Radio Service)是基于GSM 基礎(chǔ)上開發(fā)的通用分組無線業(yè)務(wù),俗稱2.5G;LTE(Long Term Evolution)則是第四代移動(dòng)通信系統(tǒng),也就是3.9G,LTE-A為4G

它們的速度等級(jí)如下式所示:GSM < GPRS < LTE。通常情況下,這些通信系統(tǒng)不單獨(dú)存在,例如高通處理器集成了4G通信模塊。正如前面的緊急呼叫單元提及,當(dāng)遇到緊急狀況時(shí),呼叫中心通過這些通信模塊與車主通話取得聯(lián)系。

2)GPS

GPS(Global Positioning System)主要為跟蹤或?qū)Ш教峁┸囕v的位置坐標(biāo)。正如前面的緊急呼叫單元提及,當(dāng)遇到緊急狀況時(shí),呼叫中心可以通過GPS模塊獲取車輛的具體定位,從而及時(shí)展開救援工作。

3) Wi-Fi

在T-BOX的應(yīng)用中,Wi-Fi主要以無線熱點(diǎn)的形式連接車上的電子設(shè)備,如手機(jī)、平板、電腦等。TI的解決方案包括SimpleLink? Wi-Fi? solutions以及WiLink? 8 solutions。

SimpleLink? Wi-Fi? solutions依賴于微控制器系統(tǒng),微控制器只是想添加以太網(wǎng)功能,以便發(fā)送簡(jiǎn)單的狀態(tài)信息或接收控制命令,用戶無需精通射頻/Wi-Fi理論即可迅速開啟設(shè)計(jì),縮短開發(fā)周期;WiLink? 8 solutions應(yīng)用于對(duì)吞吐量、性能和集成度要求較高的典型微處理器系統(tǒng),如硬盤驅(qū)動(dòng)、電子書等。它們的區(qū)別可總結(jié)如下表-1所示:

SimpleLink Wi-Fi WiLink
Wireless MCU (SoC) Network Processor
處理器 MCU (內(nèi)部集成) MCU(外部) MPU(外部)
操作系統(tǒng) RTOS /None Linux/Android/RTOS
數(shù)據(jù)吞吐量(MBPS) <20 100
支持帶寬(GHz) 2.4 2.4/5
集成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 TCP/IP ?
物聯(lián)網(wǎng)端到端安全 ? ?
低功耗優(yōu)化 ?
監(jiān)控認(rèn)證 ?
Wi-Fi+BLE共存 √(BLE外置) √(BLE+BT集成)
SimpleLink MCU平臺(tái)支持 ?
云物聯(lián)網(wǎng)支持 HomeKit, AWS, Azure, IBM and more HomeKit
相關(guān)產(chǎn)品 CC3200 CC3100 WL1801,WL1805,WL1807,
WL1831,WL1835,WL1837

表- 1

在T-BOX的應(yīng)用中可使用WiLink系列,如WL1831。該系列的6款芯片主要區(qū)別在于是否帶有低功耗藍(lán)牙、TX電流大小以及工作溫度范圍等。主要區(qū)別如表-2所示。

WL1801 WL1805 WL1807 WL1831 WL1835 WL1837
處理器 External MPU
技術(shù)支持 Wi-Fi Bluetooth low energy/Wi-Fi
數(shù)據(jù)吞吐量(MBPS) 100
RX靈敏度(dBm) -96
TX電流(mA) 247 247 238 247 247 238
工作溫度范圍 (℃) -20 to 70 -20 to 70 -40 to 85 -20 to 70 -20 to 70 -40 to 85
封裝 MOC (100 pin LGA Module)

表- 2

該系列特點(diǎn)列舉如下:

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷:集成了射頻以及電源管理部分,即使不需具備射頻/Wi-Fi的專業(yè)知識(shí)也能隨時(shí)開啟設(shè)計(jì);

性能優(yōu)越:優(yōu)化了實(shí)時(shí)在線配置文件功能;在使用電池供電的場(chǎng)合可采用低功耗模式;高吞吐量;覆蓋范圍廣。

關(guān)于WiLink系列的詳細(xì)介紹、入門指南、校正與測(cè)試、認(rèn)證信息等可點(diǎn)擊以下鏈接:

Welcome to the WiLink? 8 Wi-Fi + BT/BLE Main Page

TI有也提供相應(yīng)的評(píng)估板:

用于 Sitara 的 WiLink? 8 模塊 2.4 GHz WiFi? + Bluetooth? COM8 套件

4) Bluetooth

藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的原因有很多:與智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備有良好的互操作性;低功耗,在電池供電場(chǎng)合下可延長(zhǎng)使用時(shí)間;模塊小巧,不會(huì)占用太多汽車空間;為許多新出現(xiàn)的應(yīng)用程序提供高性價(jià)比的解決方案,例如汽車門禁、汽車共享、遙控泊車等,這引發(fā)了智能手機(jī)等互聯(lián)設(shè)備的新一輪創(chuàng)新。

TI的車規(guī)級(jí)低功耗藍(lán)牙芯片包括CC2640R2F-Q1以及CC2541-Q1,它們的區(qū)別如下表所示:

參數(shù) CC2640R2F-Q1 CC2541-Q1
溫度范圍 -40°C to 105°C (Grade 2)
藍(lán)牙規(guī)范 Bluetooth v4.2 + Bluetooth v4.0
SW升級(jí)可用于將來的BLE規(guī)格更新 ?
供電電壓范圍 1.8 – 3.8 V 2.0 – 3.6 V
電流消耗@ 最大RX 靈敏度
電流消耗@ TX輸出功率為0dBm
6.2 mA
6.9 mA
18.3 mA
18.6 mA
操作系統(tǒng) √(TI-RTOS) ?
片上DC-DC ?
關(guān)機(jī)電流 150 nA 500 nA
待機(jī)電流 1 μA 1 μA
MCU 32-bit ARM Cortex-M3 (48 MHz) 8-bit 8051 (32 MHz)
嵌入式Flash / RAM 128 KB + 8 KB cache / 20 KB + On Chip ROM 256 KB / 8 KB
輸出功耗 +5 dBm 0 dBm
接收靈敏度 -97 dBm -94 dBm
鏈路預(yù)算 102dB 94dB
封裝 車規(guī)級(jí)RGZ QFN48-7x7 w RHA QFN40-6x6 w
同步連接 Up to 8 (Multi-Role) Up to 3 (Central to Peripheral)
GPIO 31 23

表- 3

TI CC2640R2F-Q1,其特點(diǎn)列舉如下:

超低功耗:待機(jī)電流為1 μA,可在汽車模塊上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久電池壽命和較低空間占有率;

射頻性能優(yōu)異,超長(zhǎng)傳輸距離:靈敏度達(dá)97dBm,鏈路預(yù)算達(dá)102dB;

可靠性高:通過AEC-Q100 認(rèn)證,溫度范圍為 -40°C 到105°C (Grade 2),采用可濕側(cè)面封裝;

靈活的平臺(tái)支持:具有獨(dú)立應(yīng)用和無線領(lǐng)域的多核SoC,支持藍(lán)牙 4.2 和藍(lán)牙 5。

審核編輯:郭婷

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