پشتیبانی یک تراشه هوشمند خانگی از پروتکل‌های Matter، Zigbee و بلوتوث کم‌ مصرف

 Qorvo که یک شرکت پیشرو در زمینه فناوری‌های بی‌سیم است، به‌تازگی یک تراشه معرفی کرده که از آن در سیستم‌های هوشمند خانگی استفاده می‌شود. نکته مهم این است که این تراشه از پروتکل‌های Matter، Zigbee و بلوتوث کم‌مصرف پشتیبانی می‌کند.

QPG6200L از چندین پروتکل به طور هم‌زمان در کانال‌های جداگانه در حوزه اینترنت اشیاء استفاده می‌کند. این ویژگی به دستگاه‌ها این امکان را می‌دهد تا با پروتکل‌های مختلف مانند Matter و Zigbee، بدون اینکه کارایی سیستم کم یا تأخیر افزایش یابد، به طور هم‌زمان ارتباط برقرار کنند. این تراشه امنیت فوق‌العاده‌ای دارد و از این رو دارای گواهینامه PSA سطح ۲ است. به همین دلیل در برابر تهدیدات امنیتی در حوزه اینترنت اشیاء عملکرد خوبی دارد. این تراشه همچنین می‌تواند بدون اینکه عملکرد و سرعت آن دچار اختلال شود، هم‌زمان از پروتکل Matter و شبکه‌های Zigbee پشتیبانی کند. از این تراشه می‌توان برای دستگاه‌های مختلف اینترنت اشیاء مانند سیستم‌های روشنایی هوشمند و سنسورها استفاده کرد.

این تراشه این امکان را فراهم کرده که حداکثر سه شبکه که از استاندارد IEEE 802.15.4 استفاده می‌کنند (مثل Zigbee و Matter) به طور هم‌زمان و البته روی کانال‌های جداگانه عمل کنند. در واقع دستگاه‌های مختلف در یک خانه هوشمند می‌توانند به طور هم‌زمان و بدون تداخل به شبکه‌های مختلف متصل شوند. به‌عنوان مثال، یک دستگاه می‌تواند با استفاده از Zigbee به یک هاب هوشمند متصل شود و هم‌زمان با استفاده از Matter با دیگر دستگاه‌های خانه هوشمند ارتباط برقرار کند.

 این تراشه همچنین چندین رادیوی بی‌سیم دارد که به طور پیوسته پکیج‌های ورودی داده را از دو پروتکل مختلف، یعنی بلوتوث کم‌مصرف و IEEE 802.15.4، اسکن می‌کنند. این یعنی تراشه همیشه آماده دریافت و پردازش داده‌ها است، حتی زمانی که دستگاه در حال تغییر پروتکل‌ها است.

 تنوع آنتن یکی دیگر از ویژگی مهم این تراشه است. این تراشه می‌تواند از چندین آنتن استفاده کند تا بهترین سیگنال ممکن را انتخاب کند. این قابلیت که برای پروتکل‌های بلوتوث کم‌مصرف و IEEE 802.15.4 در نظر گرفته شده، باعث بهبود کیفیت ارتباط و کاهش خطاهای ناشی از تداخلات رادیویی می‌شود.

 رادیو به‌گونه‌ای طراحی شده است که با استانداردهای معتبر جهانی مانند ETSI EN 300 328 و FCC CFR-47 Part 15 سازگار باشد. استاندارد ETSI EN 300 328 برای دستگاه‌های بی‌سیم در باند ۲.۴ گیگاهرتز تعریف شده و بر این اساس رادیو در این باند فرکانسی می‌تواند به طور قانونی و بدون تداخل در کشورهای اروپایی عمل کند. استاندارد FCC CFR-47 Part 15 هم به استفاده از فرکانس‌های رادیویی در ایالات متحده مربوط است. این رادیو قادر به ارسال سیگنال با قدرت تا +10 dBm است. این سبب می‌شود که داده‌ها را بتوان در فواصل طولانی‌تری ارسال کرد. کاربر می‌تواند میزان قدرت سیگنال رادیو را به طور تدریجی و مرحله‌ای کاهش دهد، به‌طوری که هر بار فقط 1dB از قدرت سیگنال کم شود.

 رادیو IEEE 802.15.4-2020 که به طور خاص برای استفاده با این سه پروتکل طراحی و بهینه‌سازی شده، می‌تواند با سرعت ۲۵۰ کیلوبیت در ثانیه (kBit/s) داده‌ها را منتقل کند. این رادیو همچنین می‌تواند سیگنال‌های ضعیف را با حساسیت حداکثر تا -102 dBm دریافت کند؛ به عبارت دیگر، این رادیو می‌تواند سیگنال‌های بسیار کم قدرت را دریافت کند. در نتیجه در محیط‌های نویز دار عملکرد پایدارتری خواهد داشت.

 بلوتوث این تراشه سازگار با بلوتوث ۵.۴ است و بلوتوث مش نسخه ۱.۰ را نیز پشتیبانی می‌کند. نرخ تبادل داده از طریق بلوتوث نیز به شرح زیر است:

•  ۲ مگابیت بر ثانیه (حساسیت -۹۴.۵ دسی‌بل)
•  ۱ مگابیت بر ثانیه (حساسیت -۹۷.۵ دسی‌بل)
•  ۵۰۰ کیلوبیت بر ثانیه یا ۱۲۵ کیلوبیت بر ثانیه (حساسیت -۱۰۵ دسی‌بل).

 تنوع آنتن موجب بهبود کیفیت سیگنال در ارتباطات بی‌سیم می‌شود. در واقع استفاده از چند آنتن، کیفیت و قدرت سیگنال دریافت‌شده را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

 پردازنده Cortex-M4F که از خانواده ARM است، با سرعت ۱۹۲ مگاهرتز کار می‌کند. DSP (پردازش سیگنال دیجیتال) نیز پردازش سریع‌تر و کارآمدتر داده‌ها را ممکن می‌کند.

 این تراشه ۲ مگابایت حافظه فلش و ۳۳۶ کیلوبایت رم دارد. این مقدار حافظه و رم برای بسیاری از کاربردهای اینترنت اشیاء (IoT) و سیستم‌های الکترونیکی مناسب است.

 با توجه به اینکه ابعاد این تراشه ۴ در ۴ میلی‌متر است، این قطعه را می‌توان به‌راحتی روی بوردهای الکترونیکی نصب کرد.

 کیت توسعه QPG6200LDK-01 شامل یک بورد رادیویی QPG6200 است که به طور خاص برای تست و توسعه طراحی شده است. این بورد دارای آنتن‌های چاپی است که امکان استفاده آسان از فناوری‌های بی‌سیم را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کنند.

 بورد رادیویی QPG6200 به یک برد حامل متصل می‌شود که شامل یک دیباگر Segger J-Link و پورت COM مجازی است. این دیباگر به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که به‌راحتی برنامه‌های خود را بارگذاری و دیباگینگ کنند.

 این بورد همچنین دارای یک حافظه فلش ۱۶ مگابیتی SPI و سخت‌افزارهای جانبی مختلفی است که برای استفاده در اینترنت اشیاء (IoT) طراحی شده‌اند. این سخت‌افزارها شامل یک LED از نوع RGB، یک LED سفید سرد و یک LED سفید گرم، سنسور رطوبت و دما I2C، شتاب‌سنج I2C، پنج دکمه فشاری و یک کلید کشویی هستند. توسعه‌دهندگان با استفاده از این سخت‌افزارها می‌توانند اطلاعات را جمع‌آوری کرده و وضعیت دستگاه را به شکل نور اطلاع‌رسانی کنند.

منبع : electronicsweekly