无线数据传输后端RFW—D100的原理与应用

引 言

　　短程RF通信是一种比较热门的通信技术。支持该通信技术的标准很多，如lEEE802．11a、Hiperlan2、IEEE802．15．1(蓝牙)、HomeRF和IEEE802．1]b(Wi—Fi)等，但总的来说，支持这些标准的器件不适合低端产品，功耗大、结构复杂、价格高。以色列RF Waves公司面向低端市场，推出的RFWl02芯片组和RFW302芯片组，符合FCC(美国联邦通信委员会)和ETSI(欧洲电信标准协会)的技术规范，用于短程RF通信，取得了很好的效果。RF Waves公司还为这两种芯片组提供了RFW—D1OO数字后端。笔者在以W78LE516单片机、RFWl02芯片组和RFW—D1OO数字后端为核心开发产品时，深感RFW—D100所起的巨大作用：降低了单片机程序的复杂性，节省了CPU能量和资源。

1 RFW—D100简介

　　RFW—D100是为RFWl02／RFW302芯片组提供的

一个数字后端。它为MCU提供了一个并行接口，使之连到RFWl02。在RF应用中，MCU负责MAC层的协议。RFW—D1OO减少MCU处理MAC层协议的实时要求。使MCU通过一个并行口连接到RFWl02，类似于存储器寻址，它将快速的串行输入转换成8位的字节，使8位的MCU更容易处理。此外，RFW—D1OO仅使用一个低速率的振荡器，通过1个16字节的FIFO来缓冲输入／输出，使MCU与RFW—D100之间的寻址效率更高。MCU不是每次中断读／写1个字节，而是每16个字节，相比于每字节的输入都引起一个中断。这样就明显减少了MCU在读输入字节时的开销。当使用FIFO时，MCU为所有FIFO的字节所付出的开销与没有用FIFO时仅为1个字节付出的开销是一样的。

2 RFW—D1OO的结构、工作原理及功能

　　RFW-D100的结构图如图1所示。

　　振荡器模组是RFW—D100的时钟源，可以不用，直接用一个外部振荡器去驱动RFW—DlOO。RFW—D100有三种模式：掉电模式、空闲模式和工作模式。前两种模式可使芯片处于低功耗状态，节省系统能量。由于在进入前两种模式前，保存了所有寄存器中的值，所以系统唤醒时间短。RFW—D100有一个预相关器，在数据进行收／发时，RFW—D1OO首先检测／发送一个预同步头，目的是启动接收端的RFWl02，以使接收端同步。RFW—D100为维持系统的灵敏性，在进行数据收发时，当连“O”符号太多时，在传送端会在数据流中自动加一个“1”符号；而在接收端，RFW一D100会将这个“l”符号自动拿走。RFWD1OO能够根据设置，自动在要发送的每一信息包中加上附加的CRC信息，在接收端也会自动计算CRC信息，进行CRC校验，降低MCU的负担，提高数据的可靠性。当有信息包要收发时，WDT通信看门狗可以在任何时候，将MCU从省电模式下唤醒。RFW一D100设置了16字节的接收／发送缓冲区，理论上能使MCU每128μs读／写数据，而不是串行情况下的1 μs或在有串并转换的情况下的8 μs；RFW—D100的运作以处理各种中断事件为核心，开发人员可以根据情况灵活地启动／关闭中断，以适应各种环境。RFW一D100提供了网络ID滤波器和节点ID滤波器，根据网络地址和节点地址过滤输人信息，从而区别不同网络和不同节点问的信息。RFW-D100中使用两种技术以取得较强的载波侦听能力；①内部比较器RSSI(无线信号强度指示)，使RFW—D100可以鉴别任何强度的、有可能阻塞其自身的传送；②射频波网络侦听算法，使RFW—D100避免与其本身网络或同一区域不同网络站点的射频波的冲突。RFW—D100的引脚功能如表1所列。

表１　引脚功能

3　应 用

　　用RFWl02芯片组和RFW一D100开发一套点对多点的无线收发系统。上位机采用W78LE516，通过USB总线与PC相连，通过RFW一D100与RFWl02芯片组连接进行无线数据收发；下位机采用MSP4130F133，通过RFW—D100与RFWl02芯片组连接进行无线数据收发。开发过程发现，目前与RFW—D100、RFWl02芯片组相关的文献中所提供的电路，基本上都是参照产品的数据手册，参考价值有限。这里，提供一种上位机无线收发部分的硬件电路，如图2所示。