摘要：置信大家对小熊派的NB-IoT通信扩大板曾经十分理解了，但你有真正的理解过其外部结构吗？明天小编不聊技术，带你做一回拆·机·客！

置信大家对小熊派的NB-IoT通信扩大板曾经十分理解了，但你有真正的理解过其外部结构吗？明天小编不聊技术，带你做一回拆·机·客！

拆解对象：BC35-G通信模组

BC35-G模组是由移远公布的一款基于海思Hi2115（又称：Boudica150）芯片的NB-IoT通信模组。BC35-G的运行形式反对以下两种：NB-IoT+MCU模式、OpenCPU模式。

NB-IoT+MCU模式是咱们常见的一种组合形式（小熊派IoT即是此种组合形式），用MCU作为主控，进行数据采集及管制，MCU向模组发送AT命令来实现设施与互联网的数据交互。OpenCPU是利用模组本身解决能力来实现MCU的工作，从而省去MCU。

让咱们脱掉它的“外衣”，看看它的外部结构

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明天的配角就是那个最大的芯片：Hi2115，接下来小编就这款NB-IoT芯片进行深度解析。

Hi2115是华为海思研发的第二款NB-IoT通信芯片（第一款是Hi2110），主频48MHz，352KB Flash，64KB RAM，反对3GPP R14规范，在698-960 MHz和1695-2180 MHz的频率范畴内工作，零碎带宽为200 kHz。

接下来就由浅入深，透过这款芯片的表面来探索它最深处的“机密”。

Hi2115芯片有三个处理器子系统，以拆散不同的性能，不便认证和简化第三方利用程序开发。

Hi2115芯片内部结构框图

Hi2115芯片的三个处理器子系统别离是:

1.利用核处理器（Application）：利用外围反对用户在应用程序上执行第三方利用代码

2.平安核处理器（Security Core）：平安外围通过验证零碎上运行的代码来保护Hi2115的安全性和完整性，也会生成随机数并管制其余两个外围的内存拜访。

3.协定核处理器（Protocol Core）：协定外围充当通信处理器，形成实现通信协议栈所有层的根底。它包含一个专用的ARM Cortex M0核和一个具备专用片上RAM的Dual-MAC DSP。有一个USIM接口容许与内部SIM操作，以及一个MIPI RFFE接口用于与内部射频电路接口连贯。

三个子处理器之间，通过内存共享形式达成数据共享。每个核都独立运行，相互之间没有烦扰。利用核可释怀凋谢出所有用户权限，以供用户侧APP开发。

Hi2115芯片有三种工作模式，这三种模式确定了不同节电级别的可用性能。

1.沉闷模式（Active）

在此模式下，芯片的所有性能均可用，并且所有处理器都在失常运行。无线电的传输和接管均是在这种模式下执行的。同时待机模式和深度睡眠模式只能在流动模式下进行转换。

2.待机模式（Standby）

在待机模式下，所有的处理器处于非沉闷状态，但所有的外围设备（包含DMA和嵌入式Flash）均处于沉闷状态。零碎时钟处于沉闷状态并通过时钟门控与电源门控降低功耗。当所有处理器执行期待中断（WFI）指令时，进入待机模式。

3.深度睡眠模式（Deep-Sleep）

处于此模式时只有32.768kHz的RTC和某些外围设备运行。芯片能够通过RTC中断或者通过外围设备的内部事件发送音讯，唤醒处于深度睡眠模式的模块。此模式须要所有处理器输出设置成深度睡眠模式能力进入，而后执行期待中断（WFI）指令。

摸索完框架之后，上面咱们来具体理解下Hi2115芯片的外设局部：

  • 1个通用UART（最高1.5Mbit/s）
  • 2个低功耗UART（反对低功耗下异步操作）
  • 2个IIC（最高1Mbit/s）
  • 2个SPI（最高 24Mbit/s）
  • 1个10bit ADC（818 ksps）
  • 1个10bit DAC
  • 1个高速模仿比拟器
  • 22个可编程IO（可配置）

Hi2115芯片的40个PIO中，有24个PIO在利用核上可用。对于每个PIO的IO引脚性能均有软件进行管制，包含：方向、中断配置、驱动强度以及集成的上拉和下拉电阻。

理解完后面这些，有没有种拨开云雾见月明的感觉？让咱们带着这种feel，持续解析芯片的外部架构。

  • 芯片供电
    Hi2115芯片由单个电源供电，双模式（PWM / PFM）降压稳压器SMPSU为数字内核供电并针对深度睡眠的电流进行优化。而集成线性稳压器提供了模仿和无线电电源轨道，实现高发射功率和隔离噪声烦扰物。这些线性稳压器由第二个片上SMPSU供电，以进步功耗效率，并且为了缩小功耗，该芯片能够主动禁用外部无线电电源轨道。
  • 参考时钟
    Hi2115须要一个低相位噪声参考时钟为PLL和ADC提供频率参考，并且该芯片还须要32.768 kHz的晶振用于定时和深度睡眠唤醒。处理器由外部生成的时钟驱动，不依赖两个参考时钟启动。
  • 射频性能

Hi2115芯片的无线电是用于在蜂窝频率下的NB-IoT通信。有两个阻抗为100、可通过内部组件来配置的差分LNA输出，以用于LB（低频带698-960 MHz）和MB（中频带1695-2180 MHz）。发射机有两个阻抗为50的单端输入，一种用于LB，另一种用于MB。

收发器射频端口与天线之间有以下几个部件：

1.TX功率放大器

这是一个可能产生23 dBm输出功率的PA，其具备20-30 dB的增益和足够的线性度，使之满足3GPP要求。

2.TX谐波滤波器

其规格取决于PA的抉择。在某些状况下，它可能会集成到PA中，不须要独自应用。

3.TX/RX开关

RF开关将天线连贯到PA输入和RX输出， 此开关可由Hi2115的一个或多个PIO管制。

4.RX谐波滤波器

用于滤除电力系统中某一次或屡次谐波的安装

5.RX匹配组件/巴伦

Hi2115芯片还反对MIPI RFFE接口v1.0和v2.0，此接口用于管制功率放大器和反对1.8V接口的RF前端模块，且反对的SCLK频率范畴为32kHz~26MHz。

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