2006年9月,ABI Research发表了依据IEEE 802.15.4通讯芯片供货商之创新和执行等重要参数进行的比较结果。评估信息包括该厂商是否提供系统级SoC芯片、首款产品发布尔日期、当前产品版本、传送与接收功率、接收灵敏度、以及是上市公司或者私人公司等指标。
表2 ZigBee新型芯片一览
厂商 芯片 传输频率 备注
Atmel AT86RF230 2.4GHz Transceiver,使用eZeeNet
Ember EM250 2.4GHz 16bit SOC,使用EmberZNet
Ember EM260 2.4GHz Transceiver,使用EmberZNet
Freescale MC13213/13214 2.4GHz 8bit SIP,使用BeeStack
Freescale MC13192 2.4GHz Transceiver,使用BeeStack
Jennic JN5139 2.4GHz 32bit SOC
Microchip MRF24J40 2.4GHz Transceiver
OKI ML7065 2.4GHz Transceiver和Integration公司合作推广
RadioPulse MG2400 2.4GHz
ST SN260 2.4GHz Transceiver,使用EmberZNet
TI CC2430 2.4GHz 8bit SOC,使用F8 Z-Stack
Ubec UZ2400 2.4GHz Transceiver
其中,德州仪器TI在2006年并购挪威Chipcon通讯公司而荣登榜首,而美商Ember及日商OKI位居第二及第三。Ember原是一家无线传感网络软体解决方案的知名公司,后来取得Chipcon授权的IP,打上自家的品牌EM2420,随后又与英国的射频芯片设计公司合作,推出自己的单芯片,形成一家软硬件完整解决方案厂商。
原本与Chipcon射频芯片搭配的Atmel,由于Chipcon已经走向SoC模式,不再需要Atmel微控制器的配合,因此Atmel也自行开发射频芯片,成为具备完整硬件解决方案的公司。值得注意的是台湾的达盛电子UBEC也名列榜中,而Freescale的芯片因耗电量效能问题,所以排名较后。此外,英商Integration Associates因并购CompXs而入榜。上述Chipcon、Ember、Freescale及CompXs为ZigBee发展平台的先驱,此四家平台也是目前进行测试认证时所采用的黄金单元(Golden Units)。此外,英商Jennic号称率先推出第一颗整合ZigBee系统单芯片的SoC,但因在耗电量及接收灵敏度上的效能问题而位居第十。
其余入榜的有德国ZMD及韩国RadioPulse等厂商。
(1)TI符合ZigBee 2006标准的Z-Stack参考平台
德州仪器(TI)2007年1月推出业界首款符合ZigBee 2006标准的平台。TI的Z-Stack搭配CC2420和CC2430通过ZigBee 2006认证,成为业界第一套符合ZigBee 2006标准的兼容平台。
Z-Stack达到了参考平台(Golden Unit)水平,作为率先实施最新版ZigBee标准并通过两家ZigBee认证检试实验室独立测试的平台,该参考平台的建立为未来ZigBee Compliant Platform (ZCP)认证提供了参考点。CC2430是业界首款可提供上述超强特性的ZigBee SoC解决方案,它将领先CC2420 RF收发器的出色性能与业界标准增强型MCU的8kB RAM与丰富的外设集完美结合。
(2)Microchip完整ZigBee协议平台
Microchip在ZigBee的供货商中一直以来都仅提供MCU解决方案,到了2006年底Microchip推出首款ZigBee RF收发器MRF24J40。
MRF24J40须配合MCU才能架构ZigBee网络,Microchip对于推广MRF24J40采用了2个策略:对于PIC系列的MCU,ZigBee协议栈是免费下载,不需授权费用,可以降低ZigBee产品的成本;推出自己的协议MiWi,MiWi的PHY层符合IEEE802.15.4,程序代码只有10Kbytes,适合开发出特定应用的WSN。
随着MRF24J40收发器的推出,Microchip现在可通过加入仅需极少外部组件的高集成度射频收发器,提供完整的ZigBee协议平台。
(3)富士通无线方案WiLeKit
富士通微电子(上海)有限公司2007年6月推出了面向简单应用的2.4GHz 802.15.4/ZigBee演示套件WiLeKit。采用富士通特有的简单网络控制协议, WiLeKit支持IEEE 802.15.4/ZigBee标准,大大降低ZigBee无线互联技术的复杂性, 使得任何人都可以轻易的将该无线设计引入其应用之中。
WiLeKit演示套件包含五个终端设备(end device)和一个网络协调器(PAN coordinator),从而使用户得以建造一个用于应用评估的简单网络。该套件可设定手动和自动模式。
(4)Atmel
Atmel在2004年5月推出Z-Link,此方案包含AT86RF210(RF收发器,频率868/915MHz)及8位控制芯片AT86ZL3201,ZigBee协议栈则采用无线软件供货商Figure 8 Wireless的Z-Stack。但因Figure 8的技术被TI所收购,Atmel转向与MeshNetics合作,并于2006年6月推出新一代AVR Z-Link,其中AT86RF230 RF收发器频率采用2.4GHz,ZigBee协议栈则是采用MeshNetics的eZeeNet。
(5)Ember
Ember早期RF技术来自Chipcom,为了加强在ZigBee芯片的自主开发技术,Ember于2004年3月收购英国CCL(Cambridge Consultants Ltd.)的ZigBee团队和知识产权,利用此技术在2005年8月发表首颗ZigBee芯片EM250。Ember不仅是一家ZigBee芯片供货商,同时也提供符合ZigBee V1.0通讯栈软件EmberZNet,EmberZNet同时也获得意法半导体(ST)和日立(Hitachi)采用。
目前,Ember针对ZigBee的解决方案发表了EM2420、EM250、EM260等三款芯片,其中EM250是一颗SOC采7mm×7mm QLP封装,内含16位控制器及EmberZNet。
(6)Freescale
Freescale在2004年推出ZigBee的Transceiver芯片MC13192(2.4GHz),并采用Figure 8 Wireless开发的Z-Stack为ZigBee软件。为了提供低成本的解决方案,Freescale于2006年4月再提出SIP芯片,把收发器芯片、8位控制芯片HCS08和Figure 8 Wireless的Z-Stack(2007年改用BeeStack)合成SIP芯片MC13214,目前售价已经降低到4.6美元以下。
(7)Jennic
Jennic是最早推出ZigBee SOC的厂商,2005年9月就发表了JN5121,并于2006年初开始量产。Jennic 2007年最新的ZigBee芯片是JN5139,JN5139采用32位RISC核心、传输频率是2.4GHz,芯片内含128bit AES加密器,采8×8mm 56脚QFN芯片封装,目前100K颗的售价约3.5美元。Jennic于2006年5月通过两项ZCP认证测试。
(8)RadioPulse
RadioPulse是韩国的无晶圆厂半导体制造公司,成立于2004年4月。RadioPulse提供从SIP芯片到ZigBee协议栈软件的ZigBee整合解决方案。较新的SIP芯片是MG2400,MG2400采用兼容于8051的核心,以方便8051使用者易于上手,内含128bit AEC加密,采7mm X 7mm QFN包装。
针对ZigBee协议栈,RadioPulse提供免费的zPULSE以降低厂商成本,整体规格已有国际大厂水平。主要应用市场包括无线自动抄表(AMR)、家庭网络、工厂自动化,以及无线数据网络。
(9)达盛(Ubec)
达盛是设计ZigBee芯片的台湾公司,2006年3月推出UZ2400,UZ2400是一颗收发器芯片,因此须另外搭配MCU使用,2006年6月UZ2400采用台湾的ZigBee协议栈通过ZCP认证。2006年11月NEC结合自家的MCU和达盛的UZ2400及Skyley Networks的网络技术,共同开发出ZigBee无线网状网络软、硬件开发工具,未来达盛将推广该开发工具,协助OEM厂商及系统厂商快速、容易去开发ZigBee相关应用。
(10)Intel
自从WSN的概念在1978年被提出来,2002年起Intel研究室和美国加州柏克莱大学开始研究WSN的相关技术,称为Intel Mote。Intel Mote 1采用的无线模块是蓝牙,但随时IEEE 802.15.4规格的发表,Intel开发了Intel Mote 2并采用符合IEEE 802.15.4的无线传输芯片CC2420(TI/Chipcon所生产)。