TI CC2530处理器介绍

TI CC2530处理器介绍

一、CC2530概述

CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4ZigBeeRF4CE应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能,业界标准的增强型8051CPU,系统内可编程闪存,8-KBRAM和许多其他强大的功能。CC2530具有不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

CC2530F256结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈(Z-Stack™),提供了一个强大和完整的ZigBee解决方案。

    图1显示了CC2530设备不同的构造模型,这些模块大致可以分为三种类型:CPU和内存的相关模块;外设、时钟和电源管理相关的模块;无线电相关的模块。

                                 TI CC2530处理器介绍_第1张图片

1  CC2530框图

二、CPU和内存 

CC2530芯片系列中使用的8051CPU内核是一个单周期的8051兼容内核。它有三种不同的内存访问总线(SFRDATACODE/XDATA),单周期访问SFRDATA和主SRAM。它还包括一个调试接口和一个18输入扩展中断单元。 中断控制器总共提供了18个中断源,分为六个中断组,每个与四个中断优先级之一相关。当设备从活动模式回到空闲模式,任一中断服务请求就被激发。一些中断还可以从睡眠模式(供电模式1-3)唤醒设备。 内存仲裁器位于系统中心,因为它通过SFR总线把CPUDMA控制器和物理存储器以及所有外设连接起来。内存仲裁器有四个内存访问点,每次访问可以映射到三个物理存储器之一:一个8-KBSRAM、闪存存储器和XREG/SFR寄存器。它负责执行仲裁,并确定同时访问同一个物理存储器之间的顺序。

8-KBSRAM映射到DATA存储空间和部分XDATA存储空间。8-KBSRAM是一个超低功耗的SRAM,即使数字部分掉电(供电模式23)也能保留其内容。这是对于低功耗应用来说很重要的一个功能。

32/64/128/256KB闪存块为设备提供了内电路可编程的非易失性程序存储器,映射到XDATA存储空间。除了保存程序代码和常量以外,非易失性存储器允许应用程序保存必须保留的数据,这样设备重启之后可以使用这些数据。使用这个功能,例如可以利用已经保存的网络具体数据,就不需要经过完全启动、网络寻找和加入过程。

三、时钟和电源管理

    数字内核和外设由一个1.8-V低差稳压器供电。它提供了电源管理功能,可以实现使用不同供电模式的长电池寿命的低功耗运行。有五种不同的复位源来复位设备。

四、外设

CC2530包括许多不同的外设,允许应用程序设计者开发先进的应用。

调试接口执行一个专有的两线串行接口,用于内电路调试。通过这个调试接口,可以执行整个闪存存储器的擦除、控制使能哪个振荡器、停止和开始执行用户程序、执行8051内核提供的指令、设置代码断点,以及内核中全部指令的单步调试。使用这些技术,可以很好地执行内电路的调试和外部闪存的编程。

设备含有闪存存储器以存储程序代码。闪存存储器可通过用户软件和调试接口编程。闪存控制器处理写入和擦除嵌入式闪存存储器。闪存控制器允许页面擦除和4字节编程。

I/O控制器负责所有通用I/O引脚。CPU可以配置外设模块是否控制某个引脚或它们是否受软件控制,如果是的话,每个引脚配置为一个输入还是输出,是否连接衬垫里的一个上拉或下拉电阻。CPU中断可以分别在每个引脚上使能。每个连接到I/O引脚的外设可以在两个不同的I/O引脚位置之间选择,以确保在不同应用程序中的灵活性。 系统可以使用一个多功能的五通道DMA控制器,使用XDATA存储空间访问存储器,因此能够访问所有物理存储器。每个通道(触发器、优先级、传输模式、寻址模式、源和目标指针和传输计数)用DMA描述符在存储器任何地方配置。许多硬件外设(AES内核、闪存控制器、USART、定时器、ADC接口)通过使用DMA控制器在SFRXREG地址和闪存/SRAM之间进行数据传输,获得高效率操作。定时器1是一个16位定时器,具有定时器/PWM功能。它有一个可编程的分频器,一个16位周期值,和五个各自可编程的计数器/捕获通道,每个都有一个16位比较值。每个计数器/捕获通道可以用作一个PWM输出或捕获输入信号边沿的时序。它还可以配置在IR产生模式,计算定时器3周期,输出是ANDed,定时器3的输出是用最小的CPU互动产生调制的消费型IR信号。

MAC定时器(定时器2是专门为支持IEEE802.15.4MAC或软件中其他时槽的协议设计。定时器有一个可配置的定时器周期和一个8位溢出计数器,可以用于保持跟踪已经经过的周期数。一个16位捕获寄存器也用于记录收到/发送一个帧开始界定符的精确时间,或传输结束的精确时间,还有一个16位输出比较寄存器可以在具体时间产生不同的选通命令(开始RX,开始TX,等等)到无线模块。定时器3和定时器48位定时器,具有定时器/计数器/PWM功能。它们有一个可编程的分频器,一个8位的周期值,一个可编程的计数器通道,具有一个8位的比较值。每个计数器通道可以用作一个PWM输出。 睡眠定时器是一个超低功耗的定时器,计算32-kHz晶振或32-kHzRC振荡器的周期。睡眠定时器在除了供电模式3的所有工作模式下不断运行。这一定时器的典型应用是作为实时计数器,或作为一个唤醒定时器跳出供电模式12

ADC支持712位的分辨率,分别在30kHz4kHz的带宽。DC和音频转换可以使用高达八个输入通道(端口0)。输入可以选择作为单端或差分。参考电压可以是内部电压、AVDD或是一个单端或差分外部信号。ADC还有一个温度传感输入通道。ADC可以自动执行定期抽样或转换通道序列的程序。

随机数发生器使用一个16LFSR来产生伪随机数,这可以被CPU读取或由选通命令处理器直接使用。例如随机数可以用作产生随机密钥,用于安全。 AES加密/解密内核允许用户使用带有128位密钥的AES算法加密和解密数据。这一内核能够支持IEEE802.15.4MAC安全、ZigBee网络层和应用层要求的AES操作。

一个内置的看门狗允许CC2530在固件挂起的情况下复位自身。当看门狗定时器由软件使能,它必须定期清除;否则,当它超时就复位它就复位设备。或者它可以配置用作一个通用32kHz定时器。

USART0USART1每个被配置为一个SPI/从或一个UART。它们为RXTX提供了双缓冲,以及硬件流控制,因此非常适合于高吞吐量的全双工应用。每个都有自己的高精度波特率发生器,因此可以使普通定时器空闲出来用作其他用途。

五、无线设备

CC2530具有一个IEEE802.15.4兼容无线收发器。RF内核控制模拟无线模块。另外,它提供了MCU和无线设备之间的一个接口,这使得可以发出命令,读取状态,自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。

六、CC2530应用

Ø 2.4-GHzIEEE802.15.4系统、RF4CE远程控制系统(需要大于64-KB闪存)、ZigBee系统(256-KB闪存)、家庭/楼宇自动化、照明系统、工业控制和监控、低功耗无线传感网络、消费型电子、医疗保健 。

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