Microcontroladores Freescale Kinetis KW2x com Zigbee Integrado
Plataforma de desenvolvimento TWR-KW2x
Kit de desenvolvimento USB-KW24D512
A família de microcontroladores KW2x é uma nova linha de dispositivos da Freescale de baixo consumo, que integra em um mesmo componente um transceiver de rádio compatível com o padrão IEEE 802.15.4, operando a 2.4 GHz e um core ARM Cortex-M4 que inclui instruções de DSP, além de possuir diversas interfaces com periféricos, como já é comum com os microcontroladores da família Kinetis. Os microcontroladores dessa linha KW2x são adequados em projetos que necessitam de conectividade sem fio utilizando a família de protocolos do padrão IEEE 802.15.4 e pilha Zigbee pois possui pilha de rede compatível com os seguintes padrões Zigbee:
ZigBee IP;
ZigBee Home Automation;
ZigBee Smart Energy 1.x;
ZigBee Smart Energy (2.0).
Esses microcontroladores podem funcionar a até 50 MHz e operar de 1,8V a 3,6V, possuem a opção de 512 ou 256 KB de Flash. É oferecido também opções de CIs com 64KB FlexMemory, que permite que o usuário utilize essa memória como uma EEPROM. Para memória RAM, estão disponíveis CIs com 32 ou 64 KB de memória RAM. Com relação aos periféricos, possui SPI, UART, I2C e USB On the Go. Seus componentes analógicos incluem um Conversor Analógico Digital de 8 canais de 16-bits e um conversor Digital Analógico de 6 bits. Possui mecanismos de segurança (criptografia) e tampering (Se for detectado um evento de tampering, toda a RAM é apagada de forma assíncrona e uma interrupção pode ser gerada para que o firmware tome uma atitude e possa, por exemplo, soar um alarme ou resetar o equipamento). Possui integrado um coprocessador dedicado para operações de encriptação e decriptação que inclui DES, 3DES, AES, MDA e SHA, alem de possuir um mecanismo CRC de 32 bits em hardware e um gerador de numero randômicos de 128 bits compatível com a FIPS140. Como os microcontroladores da família Kinetis, essa família possui diversos modos de baixo consumo. Todos os microcontroladores dessa família lançados até agora tem o encasulamento LGA de 63 pinos.
Do lado do rádio, esse CI possui integrado:
Transceptor RF que opera a 2.4GHz;
Processador dedicado para tratamento dos pacotes do padrão 802.15.4.;
Suporta single ended e diferentes antenas e 50 OHMs;
Suporta Dual PAN, ou seja, o módulo pode participar simultaneamente de duas redes Zigbee, eliminando a necessidade de múltiplos rádios;
Potencia de saída pode ser programada e pode variar entre -30 e +8 dBm;
Possui sensibilidade de -102 dBm;
Para transmissão, o módulo consome 17mA @ 0dBm (CPU sleep);
Para recepção, o módulo consome RX 19mA (CPU sleep).
Para que se possa testar de forma de simples os microcontroladores dessa família KW2x, a Freecale desenvolveu uma placa para sua plataforma de desenvolvimento Tower System. A placa é a TWR-KW21D256 para a placa que vem com o microcontrolador MKW21D256VHA5 ou a TWR-KW24D512 para o microcontrolador MKW24D512VHA5. A documentação dessa placa pode ser encontrada no site da Freecale acessando o link a seguir [3].
Figura 1: Módulo com Processador para a Tower TWR-KW21
Figura 2: Tower System
Essa placa que pode ser conectada à USB de um PC foi desenvolvida para que pudéssemos testar esse microcontrolador com tranceiver Zigbee integrado e também para termos o primeiro contato com o Freescale BeeKit Wireless Connectivity Toolkit (BeeKit), que é a solução de software apresentada pela Freescale a quem queira trabalhar com comunicação sem fio Zigbee.