赛普拉斯CyFi解决方案让无线网络成为拥有灵性的生命

关键字： CyFi Low-power RF  Wireless Sensor Network 

这是赛普拉斯(Cypress)全球副总裁Babak Hedayati先生为公司新产品CyFi Low-Power RF所枚举的一个最具活色生香的应用。Babak表示，CyFi Low-Power RF是一款工作于2.4 GHz ISM 频段上的低成本、低功耗无线解决方案，将主要面向低功耗无线传感器网路和人机界面领域，例如家庭自动化、商业建筑自动化、远程控制、工业流程自动化以及精准农业等。

众所周知，2.4GHz频段下集中了大量的无线设备，射频干扰现象非常普遍。但来自Cypress的消息称，他们在CyFi方案中运用了新的技术，从而有效的避免和克服了这一难题。

Gartner公司的分析师Stan Bruederle对此评价说，CyFi面临着众多采用ZigBee、Z-wave标准，以及基于一些专利技术的产品的竞争。例如，Freescale的Zigbee RF收发器、TI的Zigbee网络传感器、甚至包括像Gainspan公司推出的WiFi网络传感器等等。

Babak在接收《电子工程专辑》采访时指出，目前的无线通信连接不但存在着拥堵且相互干扰的问题，而且由于距离有限，往往需要长距离连接。这些都直接导致了过高的开发/测试成本，以及随之而来的高功耗问题。

“因此，Cypress从一开始就非常重视CyFi在可靠性、简便性以及低功耗方面的设计。”Babak强调说。CyFi 采用直接序列扩频(DSSS)调制技术进行数据编码，使CyFi接收器在面对干扰情况下也能恢复信号。此外，主动链路管理和高级链路预算功能也是确保可靠性的重要手段。

Babak介绍说，CyFi可从收发器标配的80个1 MHz的窄通道中智能地选择无噪声通道。在无噪声情况下，CyFi 的通信速度为1 Mbps；当检测到干扰情况时，CyFi可自动将数据传输速率降至250 kbps，甚至是125kbps，并将功率放大到最高＋4dBm以减少重复传输，从而能更快地返回休眠状态，此时电流值为0.8uA。而在发射状态下，功率为-5dBm/0 dBm/+4dBm时，其对应的电流值分别为20.8 mA/26.2mA/34.1mA。

“CyFi网络就像一个拥有灵性的生命，它可以随时感知外界环境中正在发生的变化，然后进行实时的调整。”Babak表示，“目前还没有任何 2.4GHz解决方案能将DSSS调制技术与频率捷变性相结合。以Zigbee为例，它们只能拥有16个5MHz的通道。”

除了CYFI 收发器(CYRF7936)，完整的CyFi解决方案还包括PSoC Designer嵌入式设计软件中的CyFi协议栈和合适的PSoC器件。Cypress方面称，轻量级网络协议栈、可拖放的固件模块、以及经过预认证的RF硬件模块是实现简便性的基础。

从该公司展示的数据来看，CyFi 协议栈的集线器(Hub)闪存为8KB，节点(Node)为5 KB，低于采用Zigbee标准的FFD 46KB/RFD 26KB，以及Z-Wave节点26KB的数值。其单位集线器最多可支持250个节点，全部支持异步双向通信。这样，将有助于设计人员采用结构相对紧凑的协议栈来构建无线星形拓扑网络。此外，由于CyFi协议栈提供了预配置、可定制的PSoC固件模块，因此用户在使用时，只需将模块拖放到PSoC Designer 5.0集成开发环境(IDE)中即可完成相应设计。

所有的PSoC器件都可以通过片上MCU对模拟和数字电路模块进行动态配置。也就是说，设计人员能够选择可配制程序库元素来提供模拟功能(如轨至轨输入、可编程增益放大器、14位的ADC/DAC，滤波器、比较器等)，以及数字功能(如定时器、计数器、PWM、SPI和UART)。PSoC器件包括最大32Kb的闪存、2Kb的SRAM、一个带有32位累加器的8×8乘法器、电源和睡眠监控电路，以及硬件I2C通信。

Babak表示，尽管CyFi刚面市不久，但已经有很多客户对此表示出了浓厚的兴趣，其潜在的市场非常巨大。Cypress的子公司Cypress Systems已经将该方案成功的运用到工业监控领域。而另一家客户正准备将CyFi应用在医院的手术室中，用以监控显示生命特征的仪器。但Babak对此没有透露更多细节。

“如果CyFi性能不好、使用不够简便的话，Rodgers先生就不会在自己的葡萄庄园里使用了，因为那完全是在浪费时间和金钱。”Babak补充说。

为了帮助潜在客户，尤其是那些对无线技术可靠性持观望态度的客户尽快看到成果，Cypress还分别针对设计新手和专家推出了PSoC FirstTouch Starter套件(CY3271)、开发套件以及扩展套件。CY3271是一款低成本 USB 接口套件，包括 PSoC IDE 软件、用于数据收集的感应控制面板软件、带RF功能的PC dongle、多功能板、支持长距离无线应用并带功率放大器的RF扩展板，以及两个电池板。设计人员还能用该套件开发PSoC 器件的触摸感应、温度感应、光感应以及接近感应功能。

CyFi主动链路管理功能

作者：邵乐峰