Freescale Semiconductor hat den Kinetis KW01 Wireless Mikrocontroller (MCU) für drahtlos vernetzte intelligente Energieprojekte vorgestellt. Der Baustein bietet mit Modulationsverfahren wie GFSK, MSK, GMSK und OOK eine Übertragungsrate bis zu 600 kBit/s. Gleichzeitig kann er bei verschiedenen Frequenzen von 290 bis 1020MHz arbeiten und so die ISM-Bänder in Japan, USA, Europa, China, Indien, Brasilien, Mexiko und anderen Ländern abdeckt.

Für Anwendungen im Außenbereich, beispielsweise in Neighborhood Area Networks, die viele intelligente Zähler mit einem gemeinsamen Datensammelpunkt vernetzen, oder in Metropolitan Area Networks, die unzählige Straßenlaternen oder Sensoren miteinander verbinden, kann die KW01 Wireless MCU neben dem als Industriestandard etablierten IEEE 802.15.4e/g-Protokoll auch proprietäre Protokolle unterstützen.

In Haushalten müssen Funksensoren, Steuerungen, Displays, Haushaltsgeräte und andere Maschinen miteinander kommunizieren, und auch hier kann die KW01 Wireless MCU proprietäre wie auch Standardprotokolle verarbeiten, beispielsweise 6LoWPAN, WMBUS (EN13757-4), KNX oder ECHONET.

Die auf einem mit bis zu 48MHz taktenden ARM Cortex-M0+-Prozessor mit 128KB Flashspeicher und 16KB SRAM basierende Kinetis KW01 MCU nimmt unter typischen Betriebsbedingungen 40µA/MHz Strom auf. Das System und die Peripheriefunktionen wurden so konzipiert, dass der Baustein mit einem Standby-Strom von 1,7µA auskommt und Aufweckzeiten von 4,3µs bietet.

Im Stop-Modus nimmt der Baustein weniger als 100nA auf, bei Erhaltung der Konfigurationsdaten des Funkteils.

Dank seiner Modemfunktionen kann der Baustein die rudimentären Protokoll-Layer der Funkkommunikation verarbeiten, während die höheren Layer des Netzwerkprotokolls in einem externen Host-Applikationsprozessor laufen. Dank seiner auf dem Chip integrierten Peripheriefunktionen wie dem 16-Bit-Analog//Digitalwandler kann der KW01 einfachere Netzwerkprotokolle auch ohne Hostprozessor verarbeiten. Das heißt, dass sich ein Sensornetzwerk mit einer Single-Chip-Lösung implementieren lässt.

Funktionsumfang

• 137dB Funk-Leistungsbilanz (Benchmark)
• Unterstützung für mehrere Frequenzbänder: 290 bis 340MHz, 424 bis 510MHz und 862 bis 1020MHz
• Unterstützung für mehrere Modulationsverfahren (GFSK, MSK, GMSK und OOK)
• Bidirektionaler Datenaustausch über Funk von 1 kBit/s bis 600 kBit/s
• 32-Bit ARM Cortex-M0+ CPU-Kern
• 40µA/MHz Stromaufnahme im RUN-Modus
• Weniger als 100nA Stromaufnahme im STOP-Modus
• Mehrere, flexibel einsetzbare Stromsparmodi einschließlich des Compute-Modus. Hier wird die dynamische Stromaufnahme reduziert, indem Peripheriefunktionen in einem asynchronen Stop-Modus gehalten werden.
• 128KB nicht-flüchtiger Flashspeicher und 16KB RAM auf dem Chip integriert für die Verarbeitung der unterschiedlichsten Kommunikationsprotokolle, von absolut proprietären (SMAC - Simple Media Access Controller) bis hin zu weltweit standardisierten (IEEE 802.15.4)
• 16-Bit-Analog/Digital-Wandler
• Touchsensor-Interface

Entwicklungsunterstützung

• PC-Test-Tool für die Evaluation der Funkleistung und eine Konfiguration des Funkteils
• FCC-zertifizierte und CE-konforme Hard- und Softwarekonfiguration
• Eclipse-basierte CodeWarrior IDE (Integrated Development Environment) mit vollständigem Debug-Modul für das Debuggen und Flashen der Schaltung
• Modulare Tower System Hardwareplattform für die Prototypenerstellung
• Entwicklungsunterstützung von externen Partnern wie das IAR IDE werden im Rahmen der ARM-Supportlandschaft angeboten

Verfügbarkeit

Muster der Kinetis KW01 MCU werden voraussichtlich noch im vierten Quartal zur Verfügung stehen, die Stückzahlenproduktion ist für das erste Quartal 2013 geplant.