应用优化的无线模块:智能LED灯泡设计的好点子

模块基于Silicon Labs Series2 EFR32xG21无线片上系统(SoC)芯片,其外围设备针对照明应用进行了优化。该SoC包含低功耗的Arm® Cortex®-M33处理器内核,足够支持动态多协议操作和OTA固件更新以确保智能照明产品未来适应性的内存,以及能够支持802.15.4Bluetooth Mesh协议和Bluetooth Low Energy的高性能2.4 GHz射频收发器。无线电通过单协议或多协议连接来处理无线网络功能。集成的RF功率放大器还使得xGM210L模块能够处理需要数百米视距连接的远程应用。

诸如xGM210L器件之类的高能效模块可提供较低的有功功耗水平,该功耗水平经过了优化,可以满足California Title 20设备效率法规。许多运往美国市场的照明产品必须符合California Title 20法规,需要对照明控制设备的制造商进行认证。

模块解决方案可以帮助照明OEM厂商减少与RF设计、协议优化和法规认证有关的研发周期。xGM210L模块经过了预先认证,可以在北美(FCCISED)、欧洲(CE)、韩国和日本使用,旨在最大程度地减少与全球无线认证相关的时间、成本和风险因素,从而使照明OEM厂商缩短数月的产品上市时间。

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随着制造商为更多的LED产品增加RF连接性,小尺寸灯泡设计带来了复杂的尺寸、功率和散热限制,而现有的无线解决方案无法轻松解决这些限制。xGM210L模块旨在解决这些限制。该模块的定制印制电路板(PCB)尺寸(16 mm x 23 mm)符合大多数LED灯泡外壳的紧凑尺寸。它还具有最高+125°C的额定温度,可确保在灯泡外壳中可靠地运行(灯泡外壳在长时间使用后会变热)。

安全性是智能LED产品的另一个复要考量因素。最近的媒体报道称,黑客通过LED灯泡入侵了智能家居网络,这已经使消费者和照明开发商都意识来了从灯泡本身来云端对于安全的迫切需求。照明OEM厂商应觅求能够提供内置硬件安全功能的模块,无需增加成本,即可使开发人员能够在智能LED产品中实现强大的安全性。

例如,xGM210L模块具有专用的安全内核,该内核隔离了应用处理器,并提供快速、节能的加密操作以及差分功耗分析(DPA)计策。符合NISTAIS-31要求的真随机数生成器(TRNG)可以增强器件加密。具有信任根和安全加载程序(Root of Trust and Secure Loader, RTSL)技术的安全启动(Secure Boot)有助于防止恶意软件侵入和回滚,确保可靠的固件执行和OTA更新。具有特殊锁定/解锁功能的安全调试接口答应进行经过身份验证的访问,以增强故障分析能力。该模块的Arm Cortex-M33内核集成了TrustZone技术,可为可信软件架构实现系统级的硬件隔离。

完整的模块解决方案应附带强大的无线软件协议栈,从而使开发人员可以挑选标准协议,例如ZigbeeThreadBluetooth MeshBluetooth Low Energy。此外,开发人员应当期望全面的软件支持,包括强大的软件开发工具包(SDK)和高级工具,以帮助验证网络性能并辅助调试,优化智能照明应用的性能和能耗。xGM210L模块带有功能强大的开发工具套件,例如网络分析仪(Network Analyzer)、能耗分析器(Energy Profiler)等。SDK包含实现低能耗操作所需的所有库以及使灯泡与网络通信所需的所有驱动程序。

结论

毫无疑问,智能LED灯泡产品在住宅、商业和工业市场中越来越受欢迎。现在可以使用全面的硬件和软件解决方案来简化联网照明产品的开发。经过优化的无线模块现已上市,可帮助缩短上市时间,减少开发和认证成本,并解决OEM厂商可能面临的许多无线设计挑战。

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