Freescale MC13191FCR2

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для чипа Freescale MC13191FCR2.

Общее Описание

MC13191FCR2 — это высокоинтегрированный трансивер (приемопередатчик) для сетей стандарта IEEE 802.15.4 и ZigBee. Разработанный компанией Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors), этот чип является одним из пионерских решений для создания недорогих, энергоэффективных устройств для беспроводных сенсорных сетей (Wireless Sensor Networks - WSN), домашней автоматизации, промышленного мониторинга и других приложений, требующих надежной связи на небольшие расстояния.

Ключевая особенность MC13191 — это его архитектура с прямой модуляцией (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS), которая обеспечивает хорошую помехоустойчивость и работу в условиях многолучевого распространения сигнала.

Ключевые Технические Характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Стандарт связи | IEEE 802.15.4 (2003) для нелицензируемых диапазонов 2.4 ГГц, 915 МГц и 868 МГц. MC13191FCR2 — это версия для 2.4 ГГц. | | Скорость передачи данных | 250 кбит/с (фиксированная, согласно стандарту) | | Тип модуляции | DSSS с офсетной квадратурной фазовой манипуляцией (O-QPSK) | | Чувствительность приемника | Тип.: -92 дБм (типичное значение, при BER < 1%) | | Мощность передатчика | Программируемая, от -27 дБм до +3.5 дБм | | Потребляемый ток | Прием (RX): ~ 37 мА
Передача (TX): ~ 30 мА (при +0 дБм)
Режим сна (Sleep): < 1 мкА (с отключенным ОС) | | Напряжение питания | Аналоговая часть: 2.0 В - 3.4 В
Цифровые вводы/выводы: 1.8 В - 3.4 В (совместимы с 3.3В и низковольтной логикой) | | Интерфейс управления | 4-проводной SPI (Serial Peripheral Interface) для конфигурации и обмена данными. | | Интерфейс данных | Пакетный режим: Встроенный контроллер пакетов по MAC 802.15.4, что разгружает основной микроконтроллер (MCU).
Прямой режим: Прямой доступ к модулятору/демодулятору. | | Антенный интерфейс | Сбалансированный дифференциальный выход (LNA_IN, MIXER_IN), требует внешней согласующей цепи и балансного трансформатора (balun). | | Тактовая частота | Внешний опорный генератор: 16 МГц (высокая стабильность, ±40 ppm для соответствия стандарту). | | Корпус | VQFN-32 (Very Thin Quad Flat No-Lead), размер 5x5 мм. | | Ключевые особенности | Встроенный усилитель с низким уровнем шума (LNA), преобразователь частоты, фильтры ПЧ, усилитель мощности (PA), детектор энергии (ED), измерение мощности принятого сигнала (LQI), генератор случайных чисел (RNG). |

Парт-номер (Part Number) и Варианты

Основной парт-номер: MC13191FCR2.

• MC13191 — базовая серия трансивера.
• F — обозначение корпуса (VQFN-32).
• CR2 — обычно указывает на версию для 2.4 ГГц и ревизию чипа.

Другие варианты в семействе MC13191:

• MC13191FCR1 — версия для диапазонов 868/915 МГц.
• MC13192FCR2 / MC13193FCR2 — усовершенствованные версии с улучшенными характеристиками (чувствительность, потребление) и дополнительными функциями.

Совместимые и Альтернативные Модели

1. Прямые аналоги и преемники от Freescale/NXP:

• MC13192 / MC13193 — Прямые улучшенные версии. Имеют лучшую чувствительность (до -95 дБм), более низкое энергопотребление и расширенный набор функций. Являются рекомендуемой заменой для новых разработок.
• MC1320x / MC1321x — Более поздние серии, представляющие собой System-in-Package (SiP), где трансивер объединен с микроконтроллером ColdFire V1 или ARM Cortex-M0 (например, MC13213).
• JN5148 / JN516x (от NXP/Jennic) — Конкурирующие решения, также очень популярные в ZigBee, с интегрированным мощным ядром и трансивером.

2. Аналоги от других производителей:

• Texas Instruments (TI):
  • CC2420 — Самый прямой и популярный аналог того же поколения, что и MC13191. Широко использовался в первых ZigBee-решениях.
  • CC2520 — Более современный аналог MC13192/93 с улучшенными характеристиками.
  • CC253x — Системы на кристалле (SoC) с ядром 8051 и трансивером (аналоги MC1321x).
• Atmel/Microchip:
  • AT86RF230 / AT86RF231 — Высокопроизводительные трансиверы для 802.15.4.
• STMicroelectronics:
  • SPIRIT1 — Низкопотребляющий трансивер для sub-GHz диапазонов (аналог MC13191FCR1).

3. Совместимые микроконтроллеры (MCU) для связки:

MC13191 требует внешнего микроконтроллера для реализации полного стека протоколов (ZigBee, 6LoWPAN и т.д.). Часто использовался в паре с:

• Freescale HCS08 (например, MC9S08GT, MC9S08QE)
• Freescale ColdFire V1 (например, MCF51JM128)
• Любыми другими MCU, имеющими интерфейс SPI и достаточные ресурсы (память, производительность).

Применение

• ZigBee-сети (Coordinator, Router, End Device)
• Беспроводные датчики и системы сбора данных
• Домашняя и промышленная автоматизация (HA, IA)
• Системы радиочастотной идентификации (RFID)
• Игрушки и устройства дистанционного управления

Важное примечание:

MC13191FCR2 является устаревшим (obsolete) компонентом. Для новых разработок настоятельно рекомендуется рассматривать его более совершенные аналоги: MC13193 от NXP или CC2520/CC2538 от TI, которые предлагают лучшие характеристики, энергоэффективность и более широкую поддержку со стороны производителя.