Wireless Microcontroller JN5121 von Jennic

Unser Hersteller Jennic hat mit seinem drahtlosen Mikrocontroller JN1521 einen flexiblen und hoch integrierten Baustein im Programm, der sowohl für reine 802.15.4 WPANs eingesetzt werden kann als auch für ZigBee-Netze.

Der stromsparende und kostengünstige Chip integriert einen 32-bit RISC CPU-Kern, einen HF-Transceiver für das 2.4 GHz ISM-Band, 64kByte ROM und 96kByte RAM und bietet damit eine sehr vielseitig einsetzbare Lösung für drahtlose Sensor / Aktornetze. Speziell das ROM ermöglicht die Implementierung von Point-2-Point und Mesh-Network-Protokollen und das RAM erlaubt den Einsatz als Router und Controller ohne die Notwendigkeit für zusätzliches externes SRAM.

Der JN5121 verwendet einen in Hardware realisierten Media-Access-Controller (MAC) und einen AES Encryption Accelerator, um mit den zur Verfügung stehenden CPU Ressourcen möglichst sparsam umzugehen. Zur Reduktion der Leistungsaufnahme sind umfangreiche Stromsparmechanismen eingebaut. Weiterhin verfügt der Baustein über eine ganze Reihe analoger und digitaler Schnittstellen, wie AD- und DA-Converter und Timer.

Mit dem JN5121 können sehr kleine und kostengünstige Module hergestellt werden. Dank hoher Integration sind nur wenige externe Komponenten notwendig, um die Mehrzahl an denkbaren Anwendungen zu realisieren. Das hier gezeigte Modul hat  Abmessungen von gerade mal 18x30mm und verfügt über eine integrierte Antenne. Andere Ausführungen haben einen SMA-Steckverbinder zum Anschluß externer Antennen oder einen LNA für höhere Sendeleistung. Aller Referenzdesigns und Module sind zu diesen Standards konform: FCC CFR47, Part 15 (US), ETSI EN 300 440 (EU), ARIB STD-T66 (Japan).

<media 897 - external-link-new-window>Product Brief des JN5121 </media>

<media 898 - external-link-new-window>Product Brief JN5121-Module</media>

Einfachste Anwendung

Die wenigen notwendigen Komponenten, um mit dem JN5121 eine drahtlose Basisanwendung zu realisieren sind ein Quarz, ein FLASH-Speicher, eine PCB-Antenne  und die übliche Handvoll Kondensatoren zur Abblockung von Versorgungsspannungen etc. (siehe Abbildung rechts).

Über die UART-Schnittstelle wird die Schaltung mit einem PC verbunden, auf dem das Jennic SDK mit Utilities zur Programmierung des FLASH-Spei-chers läuft. Im FLASH übrigens residieren höhere Protokollschichten (ZigBee) und Anwendungsroutinen während der zentrale 802.15.4-Stack im ROM abgelegt ist. Dies ist eine sehr effiziente Aufteilung des Speicherbedarfes in der Abwägung von Kosten und Flexibilität.

<media 900 - external-link-new-window>Product Brief des Jennic ZigBee Protokollstacks</media>
<media 903 - external-link-new-window>Product Brief des Jennic SDKs</media>

Entwicklungssysteme

Zur Evaluierung und zur Beschleunigung eigener Designs bietet Jennic ein umfangreiches Ent-wicklungssystem (JN5121-EK), bestehend aus einem Controllerboard (Abbildung links) und 4 Sensorboards (Abbildung rechts) sowie zwei RS232-Konvertern als Interface für die PC-basierenden Entwicklungswerkzeuge.

Das mitgelieferte Software Development Kit (SDK) besteht aus einer Reihe leistungsfähiger Tools, um die Codierung eigener Anwendungsprogramme zu vereinfachen, so z.B. einem C-Compiler, grafisch und textorientierten Debuggern, Assembler, Linker und natürlich einem FLASH-Programmer.

Ausgeliefert wird das Kit mit installierter ZigBee Home Sensor Demo - die 4 Sensormodule verfügen alle über Temperatur-, Feuchtigkeits- und Helligkeitssensoren, deren Werte kontinuierlich vom Controllerboard abgefragt und auf dem LCD-Display grafisch dargestellt werden. Die Sensorboards können gleichzeitig auch als Router fungieren, d.h. dass sich somit die maximalen Distanzen entsprechend verlängern lassen.

Im SDK ist auch eine Softwarebibliothek enthalten, mit der die Peripherie des JN5121 Wireless Microcontroller angesprochen werden kann. Anwendungsprogramme rufen Funktionen der Softwarebibliothek  recht unkompliziert über sog. API-Calls auf (Application Prgrammers Interface) und machen sich damit die Möglichkeiten der integrierten Peripherie zunutze.. 

Product Brief des Evaluierungssystemes

<media 902 - external-link-new-window>AppNote Wireless UART</media>