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Étant donné que ces normes sont conçues pour fonctionner dans la bande 2, 4 GHz, qui est la seule région du spectre à ne pas obtenir de licence sur tous les principaux marchés mondiaux, les conceptions performantes peuvent également être commercialisées à l'échelle mondiale sans nouvelle conception.

La notion de plate-forme radio normalisée promet de simplifier les défis de conception pour les ingénieurs numériques peu familiarisés avec les complexités de la conception RF. Cependant, une conception réussie de ZigBee ou de Bluetooth ne peut être obtenue en achetant simplement une puce standard, en connectant une antenne et en démarrant le logiciel d'application. Plusieurs problèmes, notamment l'intégration du matériel et la structure de la carte, ainsi que le développement et l'intégration du microprogramme, ne peuvent être entièrement résolus par une conception au niveau de la puce.

Limites de la radio silicium
Par exemple, une approche à base de puce présente des défis de conception matérielle qui peuvent être difficiles pour les ingénieurs numériques sans expérience spécialisée en RF. Les sociétés de puces ont investi dans les compétences des concepteurs RF et ont en effet résolu un grand nombre de problèmes, dont certains problèmes de mise en page et d’appariement. Mais dans un domaine où seulement 0, 25 mm de suivi des circuits imprimés peut faire la différence entre une performance robuste et une défaillance déconcertante, il n’est pas faisable de relever tous les défis de conception au niveau du silicium. Sans compétences spécialisées dans la conception de matériel RF, les ingénieurs devront faire face à de longues difficultés pour résoudre les problèmes de conception et de configuration de circuits, risquant ainsi de manquer de créneaux critiques du marché ou même de ne pas fournir un produit fonctionnel.

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En plus de lutter contre ces problèmes, les ingénieurs réalisant leur propre conception de carte doivent également assumer la responsabilité de l'approbation du produit conformément aux exigences de la FCC ou de l'UE (marquage CE).

Viennent ensuite les questions relatives à l'intégration du logiciel et du micrologiciel. Bien que les notes d'application et les conceptions de référence des fabricants répondent à de nombreuses questions, la conception sans fil a tendance à être très spécifique à la mise en œuvre. Cela est particulièrement vrai en termes de conception matérielle, mais les solutions disponibles dans le commerce ne sont souvent pas en mesure d'inclure les principaux aspects du logiciel ou du micrologiciel. Le concepteur doit d’abord identifier les éléments manquants, puis les concevoir en interne ou localiser une source appropriée. Ces problèmes doivent être résolus avant que le projet puisse poursuivre pour résoudre les problèmes de mise en œuvre.

Les principaux aspects qui manquent souvent incluent les profils et les protocoles. Dans un modèle ZigBee, par exemple, lorsqu'un profil est créé en interne, il doit ensuite être enregistré auprès de ZigBee Alliance avant que le produit final puisse recevoir l'approbation de ZigBee. Ces surcoûts pourraient être évités en implémentant les couches supérieures indépendamment et en les plaçant au-dessus des couches MAC et PHY conformes à la norme IEEE802.15.4 qui sous-tendent les protocoles ZigBee et similaires.

Toutefois, cela nécessite un travail de développement supplémentaire, en particulier pour résoudre certains des aspects plus vastes de la conception de réseau sans fil généralement traités au niveau du profil. Celles-ci incluent des exigences telles que la création d'une stratégie d'économie d'énergie appropriée, ce qui est très important dans la plupart des applications réseau à faible débit de données.

Un moyen de résoudre ces problèmes consiste à faire appel à un entrepreneur spécialisé. Cette approche est courante et, bien que les fabricants de puces aient passé la dernière décennie à convaincre les ingénieurs que la conception RF est facile, les sous-traitants ayant des compétences spécialisées en conception RF ont passé ce temps à résoudre la masse inévitable de projets bloqués.

modules sans fil
Une solution consiste à utiliser un module sans fil pré-approuvé en tant qu'appareil frontal boulonné à l'application. Cela présente l’avantage de pré-résoudre les problèmes de conception de matériel RF, en présentant une tâche d’intégration numérique simple, pour laquelle la plupart des ingénieurs sont bien qualifiés.

Un exemple est le module FlexiPanel Pixie, qui combine un transceiver pré-qualifié IEEE 802.15.4 avec un microcontrôleur 8 bits pré-intégré avec une pile ZigBee. En tant que tel, le module fournit une couche PHY / MAC conforme à FCC / CE. Il est facilement combiné avec le protocole FlexiPanel MailBox. MailBox est un profil privé ZigBee gratuit qui prend en charge les communications génériques sur un réseau ZigBee. MailBox simplifie le développement d'applications lorsqu'aucun profil public existant n'est approprié. Cela élimine également la nécessité de développer et d’enregistrer des profils avec ZigBee Alliance.

Dans un réseau de capteurs industriel ou environnemental, par exemple, cette combinaison offre un moyen simple et rapide de mettre en œuvre un routeur ZigBee sur chaque capteur afin de permettre la mise en place de réseaux vastes et flexibles couvrant une plage étendue. Le profil MailBox implémente également des fonctionnalités sophistiquées de gestion de l'alimentation, telles qu'une fonction de veille à l'échelle du réseau, ce qui ajoute un avantage supplémentaire à l'utilisation d'un profil standard. Les ingénieurs développant leurs propres profils devraient réfléchir à la manière de mettre en œuvre ces types de fonctions de manière indépendante.

Les approches modulaires des conceptions Bluetooth sont également valables. Les exemples incluent les modules d'acquisition de données et de contrôle à distance (DARC-I et DARC-II), qui peuvent être contrôlés via une liaison Bluetooth par un périphérique distant exécutant le logiciel client. Un serveur intégré permet la création d'interfaces utilisateur sur des périphériques distants, sans aucun développement sur le périphérique distant requis.

Deux modules en ligne doubles à 28 broches, certifiés Bluetooth, conçus pour les applications de plus de 10 et 100 mètres et dotés d'un sous-système de microcontrôleur intégré comprenant flash intégré, RAM et EEPROM, ainsi que des entrées analogiques, E / S numériques dédiées et programmables. et sorties PWM.

Par rapport à une solution de puce radio Bluetooth, la disponibilité de modules matériels Bluetooth tels que les modules DARC, ainsi que d’un micrologiciel approprié, offre l’opportunité d’une conception véritablement clé en main.

Les modules accélèrent la conception sans fil
La mesure dans laquelle une conception de système sans fil peut être normalisée en silicium est limitée. Compléter une solution est particulièrement compliqué lorsqu'il existe une demande pour des capacités réseau sophistiquées en plus du lien de communication sans fil sous-jacent. Les ingénieurs qui se lancent dans le développement de produits sans fil complexes doivent garder à l’esprit qu’une puce radio ZigBee ou Bluetooth n’est pas une solution clé en main et nécessitera probablement des compétences en conception RF, l’élaboration de protocoles et de profils, ainsi que l’approbation de types de produits.