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      型号：EFR32BG   品牌：Silicon Labs

　　1. Introduction

　　The EFR32

　　Blue Gecko Radio Boards provide a development platform (together with the Wireless Starter Kit Mainboard) for the SiliconLabs EFR32 Blue Gecko Wireless System on Chips and serve asreference designs for the matching network of the RF interface.The BRD4100A Radio Board is designed to operate in the 2400-2483.5 MHz band with the RF matching network optimized to operatewith 10.5 dBm output power.To develop and/or evaluate the EFR32 Blue Gecko, the BRD4100A Radio Board can be connected to the Wireless Starter Kit Main-board to get access to display, buttons and additional features from Expansion Boards and also to evaluate the performance of the RFinterface

　　随着物联网越来越火热，智能家居的无线连接方式也成为众多物联网厂商日益关注的焦点。目前主要有WiFi、ZigBee和蓝牙三种解决方案。但在这三种方案中，蓝牙凭借其极低功耗和成本、开放的接口及稳定安全、传输速度高的优势，逐渐成为物联网无线连接的最佳解决方案!

　　新型Blue Gecko SoC降低成本，简化设计

　　EFR32BG是一款由Silicon Labs推出的集成了蓝牙4.1的高性能、低功耗Blue Gecko无线SoC。EFR32BG的推出为智能蓝牙应用设计中的可扩展性、能效、安全和设计便利性奠定了新标准，并能够有效的降低在物联网应用中增加智能蓝牙的使用成本及简化设计复杂度。十分适合应用在物联网传感器和终端设备、可穿戴设备、电子货架标签、健康和健身设备、家庭和楼宇自动化、销售终端设备等场景中。

【EFR32BG】

EFR32BG 2.4 GHz 10.5 dBm Radio Board BRD4100A Reference Manual

The EFR32BG family of Wireless SoCs deliver a high performance,low energy wireless solution integrated into a small form factor package.

By combining a high performance 2.4 GHz RF transceiver with an energy efficient 32-bitMCU, the family provides designers the ultimate in flexibility with a family of pin-compatibledevices that scale from 128/256 kB of flash and 16/32 kB of RAM. The ultra-lowpower operating modes and fast wake-up times of the Silicon Labs energy friendly 32-bit MCUs, combined with the low transmit and receive power consumption of the 2.4 GHz radio, result in a solution optimized for battery powered applications.

To develop and/or evaluate the EFR32 Blue Gecko, the EFR32BG Radio Board can beconnected to the Wireless Starter Kit Mainboard to get access to display, buttons andadditional features from Expansion Boards.

RADIO BOARD FEATURES

• Wireless SoC:EFR32BG1P232F256GM48

• CPU core: ARM Cortex-M4 with FPU

• Flash memory: 256 kB

• RAM: 32 kB

• Operation frequency: 2.4 GHz

• Transmit power: 10.5 dBm

• Integrated PCB antenna, UFL connector(optional).

• Crystals for LFXO and HFXO: 32.768 kHz and 38.4 MHz.

1. Introduction

The EFR32 Blue Gecko Radio Boards provide a development platform (together with the Wireless Starter Kit Mainboard) for the SiliconLabs EFR32 Blue Gecko Wireless System on Chips and serve as reference designs for the matching network of the RF interface.

The BRD4100A Radio Board is designed to operate in the 2400-2483.5 MHz band with the RF matching network optimized to operatewith 10.5 dBm output power.

To develop and/or evaluate the EFR32 Blue Gecko, the BRD4100A Radio Board can be connected to the Wireless Starter Kit Mainboard to get access to display, buttons and additional features from Expansion Boards and also to evaluate the performance of the RFinterface.

2. Radio Board Connector

2.1 Introduction

The board-to-board connector scheme allows access to all EFR32BG1 GPIO pins as well as the RESETn signal. For more information on the functions of the available pin functions, see the EFR32BG1 data sheet.

2.2 Radio Board Connector Pin Associations

The figure below shows the pin mapping on the connector to the radio pins and their function on the Wireless Starter Kit Mainboard.

3. Radio Board Block Summary

3.1 Introduction

This section gives a short introduction to the blocks of the BRD4100A Radio Board.

3.2 Radio Board Block Diagram

The block diagram of the EFR32BG Radio Board is shown in the figure below.

3.3 Radio Board Block Description

3.3.1 Wireless MCU

The BRD4100A EFR32 Blue Gecko Radio Board incorporates an EFR32BG1P232F256GM48 Wireless System on Chip featuring 32-bitCortex-M4 with FPU core, 256 kB of flash memory and 32 kB of RAM and a 2.4 GHz band transceiver with output power up to 10.5dBm. For additional information on the EFR32BG1P232F256GM48, refer to the EFR32BG1 Data Sheet.

3.3.2 LF Crystal Oscillator (LFXO)

The BRD4100A Radio Board has a 32.768 kHz crystal mounted.

3.3.3 HF Crystal Oscillator (HFXO)

The BRD4100A Radio Board has a 38.4 MHz crystal mounted.

3.3.4 Matching Network for 2.4 GHz

The BRD4100A Radio Board incorporates a 2.4 GHz matching network which connects the 2.4 GHz TRX pin of the EFR32BG1 to theone on-board printed Inverted-F antenna. The component values were optimized for the 2.4 GHz band RF performace and current consumptionwith 10.5 dBm output power.For detailed description of the matching network, see Chapter 4.2.1 Description of the 2.4 GHz RF Matching.

3.3.5 Inverted-F Antenna

The BRD4100A Radio Board includes a printed Inverted-F antenna (IFA) tuned to have close to 50 Ohm impedance at the 2.4 GHz

band.

For detailed description of the antenna see Chapter 4.5 Inverted-F Antenna.

3.3.6 UFL Connector

To be able to perform conducted measurements, Silicon Labs added an UFL connector to the Radio Board. The connector allows an external 50 Ohm cable or antenna to be connected during design verification or testing.

Note: By default the output of the matching network is connected to the printed Inverted-F antenna by a series component. It can be connected to the UFL connector as well through a series 0 Ohm resistor which is not mounted by default. For conducted measurements through the UFL connector the series component to the antenna should be removed and the 0 Ohm resistor should be mounted (see Chapter 4.2 Schematic of the RF Matching Network for further details).

3.3.7 Radio Board Connectors

Two dual-row, 0.05” pitch polarized connectors make up the EFR32BG Radio Board interface to the Wireless Starter Kit Mainboard. For more information on the pin mapping between the EFR32BG1P232F256GM48 and the Radio Board Connector, refer to Chapter 2.2 Radio Board Connector Pin Associations.

　　具高性能、低功耗，助力节能型物联网

　　众所周知，Blue Gecko蓝牙智能SoC是Wireless Gecko组合的一部分，助力实现节能型智能蓝牙物联网。而EFR32BG是最节能的Bluetooth Smart SoC之一，峰值接收模式下仅消耗8.7mA，峰值发射模式下，0dBm时仅消耗8.8mA。

　　具加密硬件，支持Bluetooth Smart软件协议栈

　　作为一款单晶片SoC，EFR32BG整合了Gecko MCU技术和2.4GHz RF收发器，能够支持Silicon Labs备受市场肯定的Bluetooth Smart软件协议栈和专有2.4GHz无线协议。此外，该SoC可选择32位ARM Cortex- M4内核处理器，可将速率扩展到最高的40MHz，具备强大浮点和DSP能力，还能支持带有128位或256位密钥的高级AES算法、椭圆曲线加密(ECC)、SHA-1和SHA-224/256。EFR32BG充分利用了这些硬件功能，能够允许低功耗模拟外设可以在内核处于休眠状态时运行，降低系统的消耗功率。

　　宽电压工作范围和极高的灵敏度

　　EFR32BG Blue Gecko SoC支持不同封装配置(5mm×5mm QFN32和7mm×7mm QFN48封装)，拥有8通道DMA控制器，12通道外设反射系统(PRS)。该器件具备宽电压工作范围，能够在1.85 V至3.8 V单电源供电下工作，适宜工作温度范围为-40°C至85°C之间。

　　EFR32BG提供出色的-94dBm灵敏度，并且能够为BLE设计提供最高输出功率(可扩展至+19.5dBm)，同时该器件集成了平衡-不平衡转换器(Balun)，可简化设计复杂度并减小电路板尺寸，降低系统成本。

　　EFR32BG软件可编程的功率放大器(PA)使得无论选择多大的输出功率情况下，都能实现BLE产品的出色传输距离和超长的电池使用寿命。因此，该器件非常适用于任何电池供电的应用，以及要求高性能和低能耗的系统。

　　具一流开发工具和软件支持，市场应用广泛

　　Blue Gecko SoC系列EFR32BG凭借一流的开发工具和软件支持，能够实现对RF性能、能效、安全和设计便利性的完美整合。该SoC支持客户从Silicon Labs预认证的Blue Gecko BLE模块迁移到基于SoC的设计，同时也提供不同Wireless Gecko SoC产品之间代码的可移植性和可用性。

　　物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things(IoT)”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

　　应用案例

　　物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。

　　系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

　　ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。

　　首家手机物联网落户广州

　　将移动终端与电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联网的从容过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。

　　这种智能手机和电子商务的结合，是“手机物联网”的其中一项重要功能。预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半，至2015年手机物联网市场规模达6847亿元，手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。

　　与门禁系统的结合

　　一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、处理中心这八个模块组成，无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致：一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外，门的四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了，大幅缩短施工工期，也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面：无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。

　　与云计算的结合

　　物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技术，云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现：首先，云计算是实现物联网的核心。 其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合。

　　与TD结合

　　物联网发展是确保TD成功的重大契机。TD-SCDMA是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统，是宽带无线通信网络，TD的发展需要数据业务的拉动，物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务，具有广阔的应用前景，能够充分发挥TD网络优势，有助于促进TD产业链的成熟。

　　完善现有网络，发挥TD优势，积极推动无线传感器网络与TD网络融合，构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN(无线传感器网络)融合网络，大力发展适于TD网络承载的物联网业务，提升TD的核心竞争力，给物联网的发展以强有力的支撑，是中国移动的发展思路。

　　与移动互联结合

　　物联网的应用在与移动互联相结合后，发挥了巨大的作用。

　　智能家居使得物联网的应用更加生活化，具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能，普通电工即可安装，变更扩展和维护非常容易，开关面板颜色多样，图案个性，给每一个家庭带来不一样的生活体验。

　　与指挥中心的结合

　　物联网在指挥中心已得到很好的应用，网连网智能控制系统可以指挥中心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、DVD、电视机、电视机顶盒、电视电话会议;也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心，同时也可以控制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过3G网络进行控制，可以多个指挥中心分级控制，也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度，可以远程控制需要控制的各种设备开关电源。

　　物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统

　　从2003年开始，中国已开始将先进的RFID射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业，开发出了RFID实时生产监控管理系统。该系统能 够实时监控生产的全过程，自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据，较好的满足质量监管要求，对于过去市场上常出现的肉 质问题得到了妥善的解决。此外，政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全，及时追踪、追溯问题产品的源头及流向，规范肉食品企业的生产操作过 程，从而有效的提高肉食品的质量安全。

　　发展问题

　　尽管我国已大量生产射频标签，但仍然存在四大问题制约发展。首先，芯片和读写器核心模块严重依赖进口。其次，射频标签自主技术标准缺位。再次，市场因素制约射频标签规模化推广。第四，民营企业处于竞争劣势，风险投资态度谨慎。