三种主要的Zigbee实现方案及代表产品

目前Zigbee的实现方案主要有三种：第一种是MCU和RF收发器分离的双芯片方案，ZigBee协议栈在MCU上运行；第二种是集成RF和MCU的单芯片方案；第三种是ZigBee协处理器和MCU的双芯片方案，ZigBee协议栈在ZigBee协处理器上运行。在主要的Zigbee芯片提供商中，德州仪器(TI)的Zigbee产品线覆盖了以上三种方案，飞思卡尔、Ember、Jennic可以提供单芯片方案，Atmel、Microchip等其它厂商大都提供MCU和RF收发器分离的双芯片方案。

虽然这三种方案具有各自的优势，比如：外置MCU+收发器方案灵活性高，单芯片解决方案占用空间最小且开发容易，ZigBee协处理器+MCU方案灵活性高且能缩短产品上市时间，但单芯片方案是主要厂商的主推方案，也是重要的发展趋势。由于低功耗是ZigBee系统的关键，所以减少工作电流消耗、具有超低耗电睡眠模式并缩短模式切换时间对每一种方案而言都非常重要。

TI的单芯片方案CC2431/CC2430在单个芯片上集成了ZigBee射频前端、内存和微控制器，CC2431还带硬件定位引擎。CC2430芯片工作时的电流损耗为27mA，接收和发射模式下的电流损耗分别低于27mA或25mA，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。CC2430包含8KB RAM内存和外围模块，并有32、64或128KB内置闪存等三种不同组件可供选择，方便设计人员在复杂性与成本之间做出最佳选择。

在MCU和RF收发器分离的双芯片方案方面，TI采用的是CC2420 RF收发器和超低功耗MCU MSP430。该公司最新推出的高度集成2.4GHz RF前端CC2591集成了可将输出功率提高＋22dBm的功率放大器，以及可将接收机灵敏度提高＋6dB的低噪声放大器，可显著扩大无线系统的覆盖范围。

TI的第三种Zigbee方案是无线网络处理器CC2480(RF收发器和ZigBee协议栈)，可搭配任意MCU，比如MSP430。TI的Z-Stack软件ZigBee-2006协议栈可在ZigBee处理器上运行，而应用程序则在外部MCU上运行。用户在设计和使用过程中不需要牵涉到很多ZigBee开发，可以任意选择MCU或沿用已有的MCU。

飞思卡尔(Freescale)的MC1321x平台是该公司第二代单芯片MCU＋RF收发器解决方案，集成了MC9S08GT MCU与MC1320x收发器，闪存可以在16至60KB的范围内选择。第三代单芯片方案MC1322x以Platform in Package(PiP)的形式提供，在单一封装中包括一个32位MCU、一个完全符合IEEE 802.15.4标准的收发器，以及不平衡变压器和RF匹配组件，消除了对外部射频组件的需求。该平台解决方案还支持可以将节点之间的数据速率提高到每秒2Mbps的TurboLink技术模式。

Jennic公司的JN-5139芯片是一个低功耗的无线微处理器，集成了32位RISC微处理器和完全兼容2.4GHz IEEE 802.15.4的送收器、192k ROM以及一些数字及模拟外围电路，可降低对外部元件的需求。JN-5139模块基于JN-5139芯片，已经通过欧洲与美国规范FCC与ETSI的认证，可大大缩短在测试无线射频方面的时间。

Ember公司的ZigBee网络协处理器EM260集成了2.4GHz IEEE 802.15.4兼容的无线电收发器和运行在EmberZNet ZigBee堆栈上的基于闪存的16位微处理器(XAP2b核)，并且该产品的SPI接口可以使开发者容易在自己的MCU中增加ZigBee网络功能。

Microchip的双芯片Zigbee方案采用MRF24J40 IEEE 802.15.4无线收发器和PIC微控制器。MRF24J40器件集成了接收器、发送器、VCO和PLL，最大限度地减少了外接元件并降低功耗。除了芯片，Microchip还提供针对PIC微控制器优化的ZigBee协议栈。这个被称为MiWi协议比ZigBee协议栈大约小70%，可被用于对成本敏感的应用中。

Atmel公司的双芯片解决方案将ATmega1281(或ATmega2561)AVR微控制器与AT86RF230 RF器件整合在一起，能提供两种PAN应用频段。AT86RF230是真正的SPI到天线的方案，除了天线、晶体振荡器和去耦电容外，所有的RF主要元件都集成在单一芯片内，包括模拟无线电收发器和数字解调器、时间和频率同步以及数据缓冲器。AT86RF230收发器的链路预算为104dB，工作模式下的电流消耗仅15mA，睡眠模式下的电流消耗低至20nA