无晶振无线MCU器件CC2652RB的小体积无线应用

半导体行业的创新往往是在现有产品的基础上加以改进，但在设计方面则追求“少即是多”的理念。在德州仪器，我们研究了SimpleLink^TM无线MCU周围的电子材料构建（BOM），并希望在不影响任何特性或功能的情况下移除外部高频晶体。这就是我们革命性的体声波(BAW) 谐振器技术发挥作用之处。

无论您是设计空间受限的楼宇安全系统还是要在恶劣的物理环境中使用的电动工具，都可以使用BAW谐振器技术。

我们将BAW谐振器集成到多协议2.4-GHz MCU中，从而产生了该款无晶振无线MCU器件：CC2652RB。该器件支持通过低功耗蓝牙®、ZigBee和Thread协议进行通信，并且采用7毫米x7毫米方形扁平无铅（QFN）封装。

它的工作原理是什么？

CC2652RB是我们CC2652系列器件的一种变体。它在封装内集成了BAW谐振器芯片，如图1所示。该BAW芯片产生外部石英晶体通常会产生的高速48MHz时钟信号，从而可从电路板上移除外部晶体。

图1：基于硅片的BAW技术。

BAW的优势有哪些？

节省PCB空间

在可穿戴医疗设备等应用中，节省空间至关重要。CC2652RB专为空间受限的无线应用而设计。去除外部48MHz晶体，可将传统的7毫米x7毫米 QFN无线MCU的占地面积减少12％。这也增加了将传感器和外围设备路由至GPIO管脚的灵活性。

简化开发

石英晶体是无线电射频 (RF) 布局中最常见的痛点之一。它们通常是诸如噪声、串扰或晶体频率调谐等问题的根源。在产品开发阶段，常常需要PCB新的改版来解决这些问题。从而增加了开发成本。使用CC2652RB可以避免这些风险。

鲁棒性和耐用性

当今许多创新产品都用于恶劣环境中。从工业机器人的持续振动到器件掉落的机械冲击，无线设备都需在许多情况下可靠地运行。

BAW谐振器技术是一种在恶劣环境下可长效运行的设计选择。在工业标准MIL-SD-883H的测试中，它对机械冲击和振动环境的适应能力更强，其频率精度的变化比外部石英晶体低三倍。该器件的额定寿命也高达10年，而石英晶体通常为5至6年。这意味着在寿命几乎翻倍的情况下，无线频率稳定度更高，时序和传输错误更少。

石英晶体也更容易在机械冲击下破裂，从而终止器件的无线功能。如果外部晶体破碎，则需要完全更换以恢复无线功能。使用了BAW谐振器， 您的应用中不再需要石英晶体这个易碎部件。

实体安全

利用BAW谐振器技术可减少MCU在安全性上的潜在弱点。移除外部晶体可减少与系统时序相关的侧通道攻击的机会。

我目前使用CC2652R， 如何迁移到CC2652RB？

从CC2652R迁移到CC2652RB非常简单。这两个器件与7毫米x7毫米QFN封装管脚兼容。由于这些器件在封装内使用相同的硅，因此如同您最初连接到48-MHz外部晶体一样简单，不用连接管脚。

从软件角度来看，更改非常简单：您只需更改时钟源寄存器。借助所有SimpleLink器件使用的通用SimpleLink平台软件开发套件（SDK），您的其余软件可无缝过渡到CC2652RB

使用CC2652RB进行设计非常简单。您会发现，从CC2652R迁移到CC2652RB可减少整体占用面积并简化设计流程。