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CC2420中文完全手册
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更新于2023-03-03
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CC2420是一款真正意义上的符合802.15.4协议规范,应用于无线网络中的低功耗、低电压的的RF收发芯片。 CC2420包括一个数字直接序列扩频的基带调制解调器,它的输出放大增益为9dB,有效的数据传输率达240kb/s。 CC2420为工作于2.4GHz免授权频段的无线通信提供了一个低成本的完整的解决方案。它完全符合ETSI EN 300 328(欧洲),ETSI EN 300 440 class 2 (欧洲),FCC CFR47 Part 15(美国) 和ARIB STD-T66 (日本)等世界规范。 CC2420在硬件上支持包处理,数据缓存,脉冲传送,数据加密,数据验证,以及空闲信道评估,连接质量指标和数据包时间等功能。这些功能减少了控制器的工作量,从而可以连接一些低成本的控制器。 CC2420的接口配置、FIFO的发送接收机制都是通过SPI来实现的。通过外接微控制器和少量的元件来就可构建典型的应用系统。 CC2420基于Chipcon公司的SmartRF03技术和0.18μm CMOS工艺。
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CC2420
基于 2.4GHz 频段 IEEE802.15.4/ZigBee 协议的射频无线收发器
1、应用领域:
基于 2.4GHz 的 IEEE802.15.4 协议应用系统
ZigBee 应用系统
住宅和建筑物的自动控制应用
工业控制
无线传感网络
PC 的外设连接方案
消费类电子等
系统概述
CC2420 是一款真正意义上的符合 802.15.4 协议规范,应用于无线网络中的低功耗、低
电压的的 RF 收发芯片。
CC2420 包括一个数字直接序列扩频的基带调制解调器,它的输出放大增益为 9dB,有
效的数据传输率达 240kb/s。
CC2420 为工作于 2.4GHz 免授权频段的无线通信提供了一个低成本的完整的解决方案。
它完全符合 ETSI EN 300 328( 欧洲) ,ETSI EN 300 440 class 2 ( 欧洲),FCC CFR47 Part
15(美国) 和 ARIB STD-T66 (日本)等世界规范。
CC2420在硬件上支持包处理,数据缓存,脉冲传送,数据加密,数据验证,以及空闲
信道评估,连接质量指标和数据包时间等功能。这些功能减少了控制器的工作量,从而可
以连接一些低成本的控制器。
CC2420的接口配置、FIFO的发送接收机制都是通过SPI来实现的。通过外接微控制器
和少量的元件来就可构建典型的应用系统。
CC2420基于Chipcon公司的SmartRF03技术和0.18μm CMOS工艺。
重要特性
IEEE802.15.4 中 2.4GHz 频段真正意义上的射频单片无线收发芯片,带有基带调制解调
器,并对 MAC(介质访问层)层提供支持。
直接序列扩频的基带调制解调器,其码片速率可到 2MChips/s,有效数据传输率达
250kb/s。
支持 RFD(精简功能设备)和 FFD(全功能设备)的操作。
电流耗损非常低(RX:18.8mA,TX:17.4mA)。
低电源电压要求,使用内部集成稳压器时2.1-3.6 V,使用外部稳压器时1.6-2.O V;
输出功率可以通过编程来改变。
不需要额外的 RF 开关和滤波器。
同相正交相(I/Q)信号的低中频(low-IF)接收器。
同相正交相信号能直接上转换传输。
只需非常少的外围器件。
两个(发送缓冲区和接收缓冲区)128Byte 的数据缓冲区。
支持数字 RSSI(无线信号强度指示)和 LQI(无线信号质量指示)。
硬件实现 MAC 加密(AES-128)。
电池管理。
48 脚的 QLP 封装,7*7mm。
1
CC2420
完全符合 ETSI EN 300 328(欧洲),ETSI EN 300 440 class 2 (欧洲),FCC CFR47 Part
15(美国) 和 ARIB STD-T66 (日本)等世界规范。
功能强大而灵活的开发工具支持。
目录
1 缩写
ADC - Analog to Digital Converter
AES - Advanced Encryption Standard
AGC - Automatic Gain Control
ARIB - Association of Radio Industries and Businesses
BER - Bit Error Rate
CBC-MAC - Cipher Block Chaining Message Authentication Code
CCA - Clear Channel Assessment
CCM - Counter mode + CBC-MAC
CFR - Code of Federal Regulations
CSMA-CA - Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
CTR - Counter mode (encryption)
CW - Continuous Wave
DAC - Digital to Analog Converter
DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum
ESD - Electro Static Discharge
ESR - Equivalent Series Resistance
EVM - Error Vector Magnitude
FCC - Federal Communications Commission
FCF - Frame Control Field
FIFO - First In First Out
FFCTRL - FIFO and Frame Control
HSSD - High Speed Serial Debug
IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
IF - Intermediate Frequency
ISM - Industrial, Scientific and Medical
ITU-T - International Telecommunication Union – Telecommunication
Standardization Sector
I/O - Input / Output
I/Q - In-phase / Quadrature-phase
kbps - kilo bits per second
LNA - Low-Noise Amplifier
LO - Local Oscillator
LQI - Link Quality Indication
LSB - Least Significant Bit / Byte
MAC - Medium Access Control
MFR - MAC Footer
2
CC2420
MHR - MAC Header
MIC - Message Integrity Code
MPDU - MAC Protocol Data Unit
MSDU - MAC Service Data Unit
NA - Not Available
NC - Not Connected
O-QPSK - Offset - Quadrature Phase Shift Keying
PA - Power Amplifier
PCB - Printed Circuit Board
PER - Packet Error Rate
PHY - Physical Layer
PHR - PHY Header
PLL - Phase Locked Loop
PSDU - PHY Service Data Unit
QLP - Quad Leadless Package
RAM - Random Access Memory
RBW - Resolution BandWidth
RF - Radio Frequency
RSSI - Receive Signal Strength Indicator
RX - Receive
SHR - Synchronisation Header
SPI - Serial Peripheral Interface
TBD - To Be Decided / To Be Defined
T/R - Transmit / Receive
TX - Transmit
VCO - Voltage Controlled Oscillator
VGA - Variable Gain Amplifier
2 参考文献
[1] IEEE std. 802.15.4 - 2003: Wireless Medium Access Control (MAC) and
Physical Layer (PHY) specifications for Low Rate Wireless Personal Area
Networks (LR-WPANs)
http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.15.4-2003.pdf
[2] NIST FIPS Pub 197: Advanced Encryption Standard (AES), Federal
Information Processing Standards Publication 197, US Department of
Commerce/N.I.S.T., November 26, 2001. Available from the NIST website.
http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips197/fips-197.pdf
[3] R. Housley, D. Whiting, N. Ferguson, Counter with CBC-MAC (CCM),
submitted to NIST, June 3, 2002. Available from the NIST website.
http://csrc.nist.gov/CryptoToolkit/modes/proposedmodes/ProposedModesPa
、ge.html
3 特点
1 2400-2483.5MHz RF 收发器
3
CC2420
直接扩频序列收发器
250 kbps 数据传输速率,2 MChip/s 芯片速率
QPSK 半波正弦调制
极低的电流消耗(发送18.8 mA,接收17.4 mA)
高的灵敏度(-95 dBm)
临近信道冲突排斥(30/45 dB)
间隔信道冲突排斥(53/54 dB)
内嵌VCO, LNA and PA
低电压(使用内部电压调节器时2.1 – 3.6 V)
可编程的输出功率
软件控制的同相正交相(I/Q)信号的低中频(low-IF)接收器
同相正交相信号直接上转换传送器
2 独立的发送和接收FIFO
128 byte发送数据FIFO
128 byte接收数据FIFO
3 只需外接很少的外部元件
只续一个外接晶振和极少数量的其他外部元件
不需要外部滤波器
4 简单的配置接口
4位宽的SPI接口
最高10 MHz的序列时钟
5 硬件支持 802.15.4 MAC层功能
自动前导序列产生器
同步字节插入/侦测
对MAC数据完整的CRC-16校验
空闲信道评估
能量检测/数字RSSI
连接质量指示
全自动的MAC安全机制(CTR, CBC-MAC, CCM)
6 802.15.4 MAC 硬件安全机制
对接受和发送FIFOs的自动的安全操作
CTR方式加密/解密
CBC-MAC 鉴别
CCM加密/解密和鉴别
卓越的AES加密
7 强大的开发工具
全套开发工具
附带演示开发板和演示代码
4
CC2420
容易使用软件来操作CC2420控制数据
QLP-48封装,外形尺寸只有7x7mm;
遵从 EN 300 328, EN 300 440 class 2, FCC CFR47 part 15 和 ARIB STD-T66 标准。
4 极限参数
参数 最小值 最大值 单位 环境
内部稳压器提供电源电压, VREG_IN 引
脚 43.
-0.3 3.6 V
电源提供I/O口电压 DVDD3.3, 引脚 25.
-0.3 3.6 V
电源提供AVDD_VCO, DVDD1.8电压
(例如引脚1, 2, 3, 4, 10, 14, 15, 17, 18,
20, 26, 35, 37, 44 ,48)
−0.3 2.0 V
数字I/O端口引脚电压(例如引脚21, 27-
34 ,41)
-0.3
VDDIO+0.3, 最
大 3.6
V
其他端口引脚电压 (例如引脚 6, 7, 8, 11,
12, 13, 16, 36, 38, 39, 40, 45, 46 ,47)
-0.3 VDD+0.3, 最大
2.0
V
输入 RF 水平
10 dBm
环境温度 −50 150 °C
回焊温度Reflow solder temperature 260 °C T = 10 s
请确保芯片工作环境不要超过以上极限参数,若有一项或者更多超过了极限参数,就
可能造成芯片永久性的损坏。
5 工作环境
参数
最小
值
典型
值
最大
值
单
位
附注
内部稳压器提供电源电压, VREG_IN
引脚 43.
2.1 3.6 V
电源提供数字I/O口电压, DVDD3.3,
引脚 25 .
1.6 3.6 V 数字I/O口电压必需和外部接
口电路的电压相匹配(例如和
微控制器).
电压提供 AVDD_VCO, DVDD1.8电
压(例如引脚1, 2, 3, 4, 10, 14, 15, 17,
18, 20, 26, 35, 37, 44 和48)
1.6 1.8 2.0 V
典型应用中使用内部稳压器
提供的1.8 V 电压
工作温度范围, TA −40 85
°C
6 电气特性
以下参数在CC2420工作于TA = 25°C,DVDD3.3 and VREG_IN = 3.3 V时测得,如不作特别
说明均使用内部稳压器。
5
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