TIDA-010032

支持以太网和 6LoWPAN 射频网状等网络的通用数据集中器参考设计

TIDA-010032

设计文件

概述

基于 IPv6 的电网通信正在成为智能仪表和电网自动化等工业市场和应用领域的标准选择。通用数据集中器设计是一款基于 IPv6 的完整网络解决方案,集成了以太网主干通信、6LoWPAN 射频网状网络、RS-485 等功能。6LoWPAN 网状网络解决了一些主要问题,例如符合标准的互操作性、可靠性、安全性和长距离连接能力。此设计可使用一个可通过以太网主干通信访问的 Web 服务器对终端设备进行远程监控。它还提供了 3.3V 和 5V 电压轨以及多种外设接口,可通过扩展实现更高的连接能力,例如宽带电力线通信 (PLC)、蜂窝和 Wi-Fi® 连接。

特性
  • 实施支持以太网、6LoWPAN 网状网络和 RS-485 连接器件的通用数据集中器
  • 可通过 Web 服务器和以太网主干连接提供物联网 (IoT) 服务
  • 实施 6LoWPAN、RPL、IPv6/ICMPv6 和 UDP 的 6LoWPAN 射频网状网络协议
  • 与支持跳频 (FH) 和数据加密的 TI 15.4-Stack 集成
  • 能够通过扩展支持其他连接设备,例如宽带 PLC、蜂窝和 Wi-Fi
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

Important note

此参考设计中的示例软件用于实现基于 Contiki-OS RTOS 的 6LoWPAN 网络。此示例实施包括 uIP TCP/IP 协议栈,该协议栈经识别可能存在以下公告中概述的漏洞:Amnesia 开源 TCP/IP 协议栈漏洞 (AMNESIA:33)。

我们已停止使用此示例软件,建议您评估我们的 Wi-SUN 解决方案。如果您计划使用此参考设计的早期版本,请注意它已停产,而且目前没有更新计划。建议参考包含 Contiki-OS 在内的示例软件的 TI 客户评估 ICS 公告提供的建议,以及:

  1. 确保采取适当措施,以减轻 Contiki-OS 中的这些潜在漏洞产生的影响,或
  2. 转为采用 Contiki-NG 4.6。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

ZHCU608.PDF (4236 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRY57.PDF (2235 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRY58.PDF (73 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDRY59.PDF (144 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDRY61.ZIP (911 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCF43.ZIP (789 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRY60.PDF (924 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

Arm Cortex-M4 MCU

TM4C1294NCPDT具有 120MHZ 频率、1MB 闪存、256KB RAM、USB 和 ENET MAC+PHY、基于 Arm Cortex-M4F 的 32 位 MCU

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D 型触发器

SN74LVC1G74具有清零和预设功能的单路上升沿触发 D 型触发器

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D 型触发器

SN74LVC2G74具有清零和预设功能的单路上升沿触发 D 型触发器

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ESD 保护二极管

TPD4S012适用于 USB 接口且具有 15V 耐受 Vbus 的四通道 0.8pF、5.5V、±10kV ESD 保护二极管

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ESD 保护二极管

TPD6E004适用于高速接口的 6 通道、1.6pF、5.5V、8kV ESD 保护二极管

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Precision ADCs

ADS127L0124 位、512kSPS、单通道、超低功耗、宽带宽 Δ-Σ ADC

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RS-485 和 RS-422 收发器

THVD1500具有 ±8-kV IEC ESD 保护功能且速率高达 500kbps 的 5V RS-485 收发器

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Sub-1GHz 无线 MCU

CC1312R具有 352kB 闪存的 SimpleLink™ 32 位 Arm Cortex-M4F 低于 1GHz 无线 MCU

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Sub-1GHz 无线 MCU

CC1314R10具有 1MB 闪存和高达 296kB SRAM 的 SimpleLink™ Arm® Cortex®-M33 Sub-1GHz 无线 MCU

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USB 电源开关和充电端口控制器

TPS2051B高电平有效的 0.5A 负载、2.7-5.5V、70mΩ USB 电源开关

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串联电压基准

REF6025具有集成缓冲器和使能引脚的 2.5V、5ppm/°C 高精度电压基准

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仪表放大器

INA118精密低功耗仪表放大器

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全差分放大器

THS4551低噪声精密 150MHz 全差分放大器

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反向缓冲器和驱动器

SN74LVC1G06具有漏极开路输出的单通道 1.65V 至 5.5V 反相器

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同相缓冲器和驱动器

SN74LVC1G07具有漏极开路输出的单通道 1.65V 至 5.5V 缓冲器

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同相缓冲器和驱动器

SN74LVC2G241具有三态输出的 2 通道、1.65V 至 5.5V 缓冲器

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固定方向电压转换器

SN74LV1T34单电源缓冲门逻辑电平转换器(无使能端)

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基于 Arm 的处理器

AM3358Sitara 处理器: Arm Cortex-A8、3D 图形、PRU-ICSS、CAN

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多通道 IC (PMIC)

TPS65217具有 3 个直流/直流转换器、4 个 LDO、线性电池充电器和白光 LED 驱动器的电源管理 IC (PMIC)

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带有集成电源的信号隔离器

ISOW7841具有集成电源的四通道、3/1、增强型数字隔离器

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并联电压基准

LM4040固定和电压、45µA、精密微功耗并联电压基准

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方向控制型电压转换器

SN74AVC4T245具有可配置电压电平转换的四位双电源总线收发器

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模拟开关和多路复用器

TS3A24159具有 1.8V 输入逻辑电平的 0.3Ω 导通状态电阻、3.3V、2:1 (SPDT)、2 通道模拟开关

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模拟开关和多路复用器

TS3A4751具有 1.8V 输入逻辑电平的 0.9Ω 导通状态电阻、3.3V、1:1 (SPST)、4 通道模拟开关

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA320高精度、零交叉、20MHz、0.9pA Ib、RRIO、CMOS 运算放大器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

LP5907具有低 IQ 和使能功能的 250mA、低噪声、高 PSRR、超低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TL5209具有反向电压保护功能的 500mA、16V、可调节低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS731具有反向电流保护和使能功能的 150mA、高精度、超低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS796具有使能功能的 1A、低压降稳压器

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技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
网络安全公告文章 Amnesia Open-Source TCP/IP Stack Vulnerabilities (AMNESIA:33) (Rev. A) PDF | HTML 2021年 1月 11日
设计指南 通用数据集中器参考设计支持以太网、6LoWPAN 射频网状网络和 英语版 2019年 1月 8日
更多文献资料 RF Mesh Networking Offers System Performance and Interoperability 2018年 12月 17日
应用手册 How to Configure Different Frequency Bands for the 6LoWPAN Mesh TI Designs 2018年 9月 25日
更多文献资料 Emulation Wiki -- In-depth technical and "how-to" articles, FAQs, etc. 2011年 3月 24日

相关设计资源

硬件开发

开发套件
LAUNCHXL-CC1312R1 CC1312R LaunchPad™ development kit for sub-1-GHz SimpleLink™ wireless MCU

软件开发

软件开发套件 (SDK)
PROCESSOR-SDK-AM335X 适用于 AM335X Sitara™ 处理器的处理器 SDK

参考设计

参考设计
TIDA-010003 可提高网络性能的简单 6LoWPAN 网状网络终端节点参考设计 TIDA-010024 具有增强型网络容量的安全 6LoWPAN 网状网络终端节点参考设计

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