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[原创] NXP KW40Z完整的IoT开发解决方案Hexiwea

关键词:ARM Cortex-M0+ MCU 便携式医疗设备 家庭网络 KW40Z

时间:2016-08-24 10:04:10       作者:NXP       来源:中电网

NXP公司的KW40Z是一款高集成度的单芯片器件,集成了支持多种FSK/GFSK和O-QPSK调制的2.4 GHz收发器,ARM® Cortex®-M0+ 处理器,160 KB闪存和20 KB SRAM,BLE链路层硬件,802.15.4分组处理器,硬件安全和外围设备,主要用在便携式医疗设备,可穿戴的运动和健身设备,AV遥控器,电脑键盘和鼠标,游戏控制器,门禁,安防系统,智能能源和家庭网络.本文介绍了KW40Z主要特性,简化框图以及Hexiwear平台主要特性,所支持的元件和电路图.

KW40Z是一款高集成度的单芯片器件,让便携式、超低功耗的嵌入式系统具备Bluetooth® Smart/Bluetooth® Low Energy (BLE) v4.1和IEEE® 802.15.4-2011射频连接。应用包括便携式医疗设备、可穿戴的运动和健身设备、AV遥控器、电脑键盘和鼠标、游戏控制器、门禁、安防系统、智能能源和家庭网络。

KW40Z MCU集成了一个2.4 GHz收发器,支持多种FSK/GFSK和O-QPSK调制,一个ARM® Cortex®-M0+ 处理器,160 KB闪存和20 KB SRAM,BLE链路层硬件,802.15.4分组处理器,硬件安全和外围设备,优化后满足目标应用的要求。KW40Z拥有足够的片上内存,可为多模应用同时运行Bluetooth Low Energy协议栈和IEEE 8021.5.4 MAC/PHY。

KW40Z主要特性:

多协议无线电
符合2.4 GHz Bluetooth Low Energy V4.1
符合IEEE Std. 802.15.4-2011标准
典型的接收灵敏度(BLE) = -91 dBm
典型的接收灵敏度(802.15.4) = -102 dBm
发射输出功率可设置:-20 dBm至+5 dBm
内核和存储器
高达48 MHz ARM® Cortex-M0+内核
片上160 KB闪存
片上20 KB SRAM
功耗低,工作电压范围
9个低功耗模式,根据应用需求提供优化的电源
典型接收/发送电流(直流/支持直流): 6.5 mA / 8.4 mA
旁路电压:1.71V至3.6V
DCDC转换器降压配置:2.1V至4.2V
DCDC转换器升压配置:0.9V 至1.795V
模拟模块
16位模数转换器(ADC)
12位数模转换器 (DAC)
6位高速模拟比较器(CMP)
安全性
AES-128加速器(AESA),真随机数发生器(TRNG)
支持软件
BLE主机协议栈和配置文件、802.15.4 MAC和SMAC
Kinetis软件开发套件(SDK)
FreeRTOS内核和裸机非抢占任务调度器

图1.KW40Z简化框图

Hexiwear平台将高端消费电子设备的时尚和易用性与精密工程开发平台的功能性和可扩展性相结合,适用于IoT边缘节点和可穿戴市场。Hexiwear硬件完全开源,由MikroElektronika与恩智浦携手开发,配备基于ARM Cortex-M4内核的低功耗、高性能Kinetis K6x微控制器,Kinetis KW40Z多模式无线电SoC,支持BLE。该硬件包含6个板载传感器:光学心率监测仪、加速度计和磁力计、陀螺仪、温度、湿度、光和压力传感器。Hexiwear还包括彩色OLED显示屏、可充电电池和外部闪存。

Hexiwear由专门的Android和iOS应用提供支持,用户无需任何额外的软件开发,便可直接将器件连接到云。Hexiwear采用FreeRTOS、Kinetis软件开发套件(SDK)和Kinetis Design Studio IDE。

图2.Hexiwear手表外形图

图3.Hexiwear平台外形图

Hexiwear平台特性:

引人注目的智能手表规格,性能强大的低功耗Kinetis K6x MCU,以及6个板载传感器。
适用于可穿戴应用,带有板载可充电电池、OLED屏幕,以及光学心率监测仪、加速度计、磁力计和陀螺仪等板载传感器。
适用于IoT终端节点应用,带有温度、压力、湿度和环境光等板载传感器。
带有开源嵌入式软件、手机应用和云连接的完整解决方案。可通过Click Boards添加近200种额外的传感器。

Hexiwear平台支持的器件:

K64_120: Kinetis K64-120 MHz,256KB SRAM微控制器(MCU),基于ARM® Cortex®-M4内核
KW40Z: Kinetis KW40Z-2.4 GHz双模式:BLE和802.15.4无线连接微控制器(MCU),基于ARM® Cortex®-M0+内核
FXAS21002C: 3轴数字陀螺仪
FXOS8700CQ: 数字传感器 – 3D加速度传感器(±2g/±4g/±8g) + 3D磁力计
MC34671: 600 mA单芯锂离子/锂聚合物电池充电器
MPL3115A2: 20至110kPa,绝对数字压力传感器

图4.Hexiwear平台电路图(1)

图5.Hexiwear平台电路图(2)

图6.Hexiwear平台电路图(3)

图7.Hexiwear平台电路图(4)

图8.Hexiwear平台电路图(5)

图9.Hexiwear平台电路图(6)

图10.Hexiwear平台电路图(7)

图11.Hexiwear平台电路图(8)

图12.Hexiwear平台电路图(9)

图13.Hexiwear平台电路图(10)

图14.Hexiwear平台电路图(11)

图15.Hexiwear平台电路图(12)

图16.Hexiwear平台电路图(13)
详情请见:
pll=1">http://cache.nxp.com/files/32bit/doc/data_sheet/MKW40Z160.pdf?pspll=1
https://www.nxp.com/webapp/sps/download/preDownload.jsp?render=true
HEXIWEAR-FS.pdf
HEXIWEAR-SCH.pdf
MKW40Z160.pdf

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