Upload
others
View
15
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Подключение к облаку с MSP432 Реализация интернета вещей (IoT)
на базе MSP432 & CC3100 WiFi
Вячеслав Прокопий
инженер по применению, КОМПЭЛ
1
май 2015
Что такое интернет вещей (IoT)?
2
Набор различных устройств и технологий, предназначенных для подключения
предметов ежедневного использования к облаку, для сбора информации о
людях, животных, событиях и предоставления расширенных функций
оповещения и управления.
Эволюция интернета вещей (IoT)
Время
Ко
ли
честв
о у
стр
ой
ств
Вещи
Вещи с
подключением
Вещи с интернетом
Интернет вещей
50 миллиардов
устройств к
2020
Нет прямого
выхода в
интернет
Прямая
отправка
данных в
интернет
Устройства
отправляют
данные в
интернет и
друг другу
IoT – Объединение подключений
П Р О Б Л Е М А Ч Т О Н Е О Б Х О Д И М О
Подключение:
Одно решение не может
устраивать всех
Широкий выбор проводных и
беспроводных стандартов
T I П Р Е Д Л АГ АЕ Т
• Low power & long range
• Проприетарные и открытые
стеки и протоколы
• Измерители, безопасность
• Mesh-сеть низкого потребления
• Счетчики и освещение
• Домашняя автоматизация
• Быстрый, LowLatencyEthernet
• Real-time industrial control
• Информационные технологии
• Быстрый – 10Mbps++
• Прямой интернет
• Для дома и предприятий
• Данные по силовым линиям
• Для счетчиков
• Освещение, техника, солнечная
энергетика
• Самое низкое потребление
• Подключение tablet/phone
• Промышленные и
автомобильные системы
2.4GHz IEEE 802.15.4
IEEE P1901.2
Только у TI есть все блоки для IoT
Processors MCUs
Wired &
Wireless
Connectivity
Sensors
Analog
Signal
Chain
Power
Management
Узлы
MCUs
Processors Wired &
Wireless
Connectivity
Multicore
Processors
Analog
Signal
Chain
Power
Management
Analog
Signal
Chain
Power
Management
Шлюз,
Мост или
Роутер
MCU & Wireless: Основные компоненты IoT
6
Система
MCU+RF
MCU как Host MCU как Host с
выполнением
сетевого стека
MCU для обработки
датчиков и
управления
питанием хоста
Архитектура
Пример CC3200
CC2640
CC1300
CC430
MSP432 + CC3100
MSP430 + CC3100
MSP432 + CC2640
MSP + CC2560
MSP + TRF79xx
WL18xx + AM335x +
MSP
Использование
памяти MCU Макс. Мин. Макс. Зависит от задач
MCU Удобство/
Масштаб-ть Мин. Макс. Средне. Макс.
Стоимость MCU $$$ $ $$ Зависит от задач
MCU +
RF
Appl
Stack
MCU
Appl
Stack
RF
MPU
MSP430
ULP
task
Appl
RF
Stack
MSP432 + CC3100
MCU
Appl
RF
Stack
Проблема
разработчиков -
упаковать больше
производительности в
устройства с
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ДИЛЕММА:
ВЫСОКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ИЛИ НИЗКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ?
7
БОЛЬШЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
ДЛЯ РАЗРАБОТЧИКОВ НА MSP430™
МЕНЬШЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ
ДЛЯ РАЗРАБОТЧИКОВ НА ARM®
БЕЗ КОМПРОМИССОВ
Переход на новый уровень
вычислений и аналоговой
производительности с максимизацией
ультра-низкого потребления MSP430
Уменьшение энергозатрат и увеличение
производительности с самым
низкопотребляющим контроллером на базе
Cortex®-M4F
INTRODUCING MSP432™ MCUs:
LOW-POWER AT ITS BEST; PERFORMANCE AT ITS CORE
8
Получите низкое потребление и высокую
производительность с линейкой
масштабируемых16-битных и 32-битных
контроллеров MSP
MSP432™ MCUs: PERFORMANCE AT ITS CORE
Выбор самого
производительного
ядра ARM®
Cortex®-M4F
Наивысшая оценка
Coremark: 3.41/MHz
Включает
продвинутую
периферию и
инструменты
• Одновременные
чтение и запись
флэш-памяти
• Выполнение кода из
DriverLib в ПЗУ на
200% быстрее чем
из FLASH
• 14-бит 1MSPS ADC
с 13.2ENOB, диф.
вход и 2 оконных
компаратора
9
Самый
экономичный
• Активный режим:
95 мкА на МГц
• Режим сна:
850 нА (с RTC)
• Очки ULPBench:
167.4
Driver Lib in-ROM
128-bit Flash buffer
& pre-fetch
14-bit ADC
8 channel DMA
NVIC with tail-chaining
Peripheral & SRAM memory
bit-band
Independent flash banks
Селективное обновление RAM
Встроенные LDO & DC/DC
MSP432 MCU
DriverLib in-ROM
14-битный ADC
8-канальный DMA
модуль прерываний NVIC
Режим bit-band для периферии и SRAM-памяти
Два банка FLASH
Селективное обновление RAM
Встроенные LDO & DC/DC
128-битный буфер FLASH
предварительной выборки
Широкий диапазон питания:
1.62-3.7V
48MHz ARM®
Cortex®-M4F
• Полный набор ARM команд
• DSP
• FPU
MSP432™ MCUs: LOW-POWER AT ITS BEST
Архитектура,
оптимизированная
для ultra-low-power
Самый
экономичный
в индустрии ARM
Cortex-M4F MCU
48MHz ARM®
Cortex®-M4F
• Full ARM instruction set
• DSP extensions
• FPU engine
Самый
экономичный
• Активный режим:
95 мкА на МГц
• Режим сна:
850 нА (с RTC)
• Очки ULPBench:
167.4
Driver Lib in-ROM
128-bit Flash buffer
& pre-fetch
14-битный ADC
8 channel DMA
NVIC with tail-chaining
Peripheral & SRAM memory
bit-band
Independent flash banks
Селективное обновление RAM
Встроенные LDO & DC/DC
MSP432 MCU
10
Периферия,
оптимизированная
для low-power
• Экономия 40%
энергии с DC/DC
против LDO
• Экономия 30нA на
один банк RAM с
выборочным
обновлением ОЗУ
• Минимальное
потребление
(375мкА) 14-битного
АЦП на 1MSPS
• Библиотека
DriverLib в ПЗУ
требует на 35%
меньше энергии,
чем FLASH
Широкий диапазон питания:
1.62-3.7V
ШИРОКАЯ ЭКОСИСТЕМА С ПРОСТЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ И ПО
MSPWare™: • Driver library
• App notes &
user’s guides
• Example code
• Tutorials
Optimization
tools: • ULP Advisor
• EnergyTrace+™
Выберите
любимую
IDE
Создайте
свой или
возьмите
готовый код
Простая
разработка
кода с API-
функциями и
примерами
Оптимизируйте
код и железо
для режима
ultra-low-power
MSP432™
LaunchPad
1 Начните отсюда 2 Подключите
к своему ПК 3
4
5
6
• CCS
• IAR
• Keil
Оптимизированное для
low-power
программное обеспечение
Простая,
недорогая
отладочная
платформа со
встроенным
эмулятором и
технологией
EnergyTrace+
11
TI Cloud IDE: • Resource Explorer
• Code Composer
Studio™
• PinMux
БЕСПРОВОДКА | ДИСПЛЕИ | ДАТЧИКИ
BoosterPacks Простые в использовании дочерниие
платы BoosterPack, расширяющие
функционал основной платформы
НЕСКОЛЬКО СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ MSP432 ДЕЛАЮТ ПРОЕЦСС ЛЕГЧЕ НА ЛЮБОМ УРОВНЕ ВХОДА
12
Energia Light-weight, Community-driven, Wiring-
based IDE for quick evaluation
Интуитивная разработка кода
• Simplified interface provides an easy-to-
use code editor, serial monitor & compiler
Высокоабстрактный API-фреймворк
• Functional APIs make it easy for
developers to start controlling hardware
Community-driven
• Completely open source & driven by the
community
CCS & Pro IDEs Fully-capable dev environments from TI
& third parties
Полнофункциональная отладка и др.
Set breakpoints, watch variables, step
through code & more
Импорт проектов из Energia
• Need more features from your
development environment? Seemlessly
import your Energia sketches into
Code Composer Studio!
Мгновенное прототипирование Профессиональные инструменты
TI Cloud Tools with CCS Browser-based code editor and Resource
Explorer
Быстрый старт без установки
• Browser based code editing tool
to get you started quickly (MSP430 and
MSP432 supported at this time)
Используйте Energia, TI-RTOS и др.
• Cross Platform and allows you
to upload firmware using TI
Cloud Agent
Встроенный менеджер ресурсов
• Access Resource Explorer to get
the latest code examples, design
files, and more.
Оценка возможностей
TI CLOUD TOOLS @ dev.ti.com
Code Composer Studio Cloud
• Браузерный редактор кода для быстрого
старта
• Кроссплатформенный, позволяет
загружать код с использованием TI
Cloud Agent
• Поддержка лаунчпадов на базе MSP430
& MSP432
TI Cloud Resource Explorer
• Весь пакет MSPWare, доступный
онлайн: все необходимое для
разработки на базе MSP
• Доступ к новейшему ПО, примерам,
документации, тренингам, руководствам
по применению и многому другому
CODE COMPOSER STUDIO 6
• IDE на базе Eclipse для
профессиональной разработки ПО,
поддерживает все процессоры TI
• CCS App Center позволяет Вам
получать последние обновления и
плагины
• Использует инструменты
EnergyTrace, ULP Advisor и другие
для оптимизации приложения и
разработки
• Resource Explorer предлагает
тысячи примеров кода и
технических материалов
ti.com/ccstudio
ПОРТФОЛИО ЛИДИРУЮЩИХ В ОБЛАСТИ LOW-POWER МК ОТ TI: МАСШТАБИРУЕМОСТЬ ОТ 16- ДО 32-БИТ, + БЕСПРОВОДНЫЕ РЕШЕНИЯ
15
16-битные МК MSP430
• Лидер в области ультра-низкого
потребления с богатой
периферией и аналоговой
интеграцией
• Единственная в мире линейка
ультра-низкопотребляющих
контроллеров с FRAM-памятью
• Растущее портфолио, более
500 устройств, более 13.000
клиентов
32-битные МК MSP432
• Самая низкопотребляющая
реализация ядра ARM®
Cortex®-M4F
• Высокопроизводительный
микроконтроллер без потерь в
области низкого потребления
• Совместимость пин-в-пин до
2МБайт; образцы с 256кБайт
уже сегодня
Беспроводные решения
SimpleLink
Фокус на простоте использования
и низком потреблении
• Поддержка более 14
беспроводных протоколов:
Bluetooth Smart, Sub-1 GHz,
6LoWPAN, ZigBee и др.
• Включает SimpleLink Wi-Fi и
новую ультра-экономичную
платформу
MSP430™
MCUs
MSP432™
MCUs
SimpleLink™
Wireless MCUs
CC3100 SimpleLink™ Wi-Fi
16
Простота
Быстрая разработка
железа с корпусом QFN
или модулем от TI
Удобная разработка ПО с
набором API SimpleLink™
Не нужна экспертиза Wi-Fi
Простое резервирование
Wi-Fi с приложением
SmartConfig™
Защита
Лучшие в классе
протоколы защиты Wi-Fi
и Internet security
Встроенные ускорители
для быстрой и легкой
установки безопасного
соединения
Защита ПО от
клонирования
Low Power
Радиомодуль низкого
потребления и
энергоэффективный
режим сна
Быстрый выход из сна и
подключение
Более 1 года работы от
двух батареек типа AA
Следующее поколение сетевых процессоров Wi-Fi®
для подключения новых устройств к IOT
Интернет вещей с SimpleLink Wi-Fi
17
• Опорный дизайн CC3100
• Работает как сам в связке с SimpleLinkTM
Studio либо с лаунчпадами от TI
• Встроенный стек TCP/IP IPv4
• IEEE 802.11 b/g/n
CC3100 BoosterPack
• Платформа разработки ПО на CC3200
• Совместим с большинством BoosterPack
• Температурный датчик и акселерометр
17
• Используй ПК как хост-процессор
для разработки приложений
• Быстрый цикл разработки
• Простая отладка
• Ускоряет разработку
на любом МК
+
Any MCU CC3100
CC3200 LaunchPad
SimpleLink Studio
Применение Реализация Блок-схема
Автоматизация дома
Управление домом со смартфона через
интернет с использованием существующей
сети WiFi
MSP432 & CC3100 позволяют легко и
оптимально реализовать устройства с
подключением к интернету
Бытовая техника
Удаленная диагностика и необходимость
сервиса (например, напоминание о замене
фильтра)
CC3100 занимается обменом данными,
разгружая МК для основного приложения
Управление доступом
Простая реализация удаленного
управления доступом через интернет или
сеть предприятия
MSP432 & CC3100 реализуют защищенный
канал обмена данными для систем
авторизации с батарейным питанием
Устройства для интернета вещей
18
SimpleLinkTM
CC3100
Appliance
MSP432
Sensor
LCD
Push
Button
Sim
ple
Lin
kT
M
CC
3100
MS
P432 M
CU
Camera
NFC
Radio
BT/BLE
Sim
ple
Lin
kT
M
CC
3100
MS
P432 M
CU
Применение Реализация Блок схема
Системы безопасности
Добавление беспроводных камер к
системам безопасности. Управление и
наблюдение через интернет.
CC3xxx поддерживает лучшие в классе
протоколы интернет-безопасности для
частных и корпоративных приложений
«Умные» счетчики
Использование существующей сети Wi-Fi
для получения данных от счетчиков и
управления термостатом
CC3100 реализует безопасное Wi-Fi
соединение для батарейных устройств
Интернет-шлюз
Wi-Fi шлюз или хаб удаленного управления
для низкопотребляющих радиоустройств
предоставляет всеобъемлющий доступ
MSP432 и CC3100 могут быть легко
интегрированы в любое беспроводное
решение на базе TI
Устройства для интернета вещей
19
SimpleLinkTM
CC3100 MSP432TM
UI Metrology
BT/BLE
6LoWPAN
Zigbee
Sim
ple
Lin
kT
M
CC
3100
MS
P432 M
CU
Camera
LCD
Keypad
SimpleLinkTM
CC3200
MSP432 MCU
Применение Реализация Блок-схема
Промышленное
управление
Добавление высокоскоростного
беспроводного доступа со смартфона или
планшета
В CC3100 встроен безопасный HTTP-
сервер с настраиваемой страницей для
реализации сервисного интерфейса
Умные
розетки/счетчики
Удаленное управление светом и
электроприборами, а также измерение
элеткроэнергии
Реализация метрологии и управления LCD
на базе MSP, а Wi-Fi на CC3100
Беспроводное аудио
Передача потокового аудио с телефона, из
локальной сети или интернета
В CC3200 есть аудио-интерфейс I2S/PCM,
позволяющий реализовать протокол
потокового аудио
Устройства для интернета вещей
20
SimpleLinkTM
CC31xx Application
MCU
Relay
Metrology
LCD
Sim
ple
Lin
kT
M
CC
3100
MS
P432 M
CU
CODEC
Push
Buttons
LCD
Sim
ple
Lin
kT
M
CC
3200
MS
P432
MC
U
Интернет вещей MSP432 и облачные сервисы
21
Решения интернета вещей от TI поддерживают несколько
облачных сервисов и протоколов с использованием WiFi
или Ethernet
Прототип устройства IoT на базе модульных open-source решений
22
Экосистема LaunchPad
23
Все, что тебе нужно для старта разработки
Железо + Софт + Сообщество
Интуитивное ПО Научи свой LaunchPad новым трюкам, используя простые в
использовании инструменты. LaunchPad поддерживается большим
количеством ПО для различного уровня пользователей от
начинающих до профессионалов.
Он-лайн сообщество Делитесь своими проектами и задавайте вопросы другим
участникам сообщества и инженерам TI со всего мира,
используя он-лайн форум.
LaunchPads & BoosterPacks Инструменты разработки на базе микроконтроллеров TI,
включая MSP430, C2000, TM4C, и Hercules. Доступны по цене и
включают все необходимое для начала работы! Подключаемые
модули для LaunchPad расширяют функционал: емкостные
кнопки, беспроводные модули, управление двигателем,
освещение, датчики и многое другое
• Доступные платформы LaunchPad на базе MSP430,
TM4C, C2000, Hercules и Connectivity от $9.99
• Открытая документация и различные модули позволяют
реализовать полноценноеnables developers to create
complete TI-enabled system solutions
• Добавь управление питанием, беспроводную связь,
датчики, дисплеи и другие функции к проектам на базе
LaunchPad устанавливая несколько модулей
BoosterPack.
• Сотни примеров кода и простые утилиты для быстрого
старта 24 www.ti.com/launchpad
LaunchPad – это общий знаменатель от TI
25
MSP430 (Ultra-Low Power)
TM4C (ARM Cortex M4F)
C2000 (Real-time Control)
Hercules (Safety)
Платформа LaunchPad с контроллерами TI со
стандартным интерфейсом для модулей BoosterPack
Sub-1GHz NFC/RFID WiFi ZigBee BLE (CC110L) (TRF7970A) (CC3100) (CC2530) (CC2541)
Bluetooth (CC2564)
Беспроводные модули BoosterPack
Thermocouple
BoosterPack
(ADS1118)
MEMS Temp Sensor
BoosterPack
(TMP006)
ePaper Display
BoosterPack
(RePaper)
LiPo Battery
BoosterPack
(BQ fuel gauge)
SensorHub
BoosterPack
(various sensors)
Дополнительные модули для измерений, индикации и
других функций от TI и третьих партнеров
Модульная архитектура позволяет быстро опробовать новые идеи
CC3200 (MCU + WiFi)
Рецепты быстрого старта Позволяет за считанные минуты опробовать решения TI
WiFi
CC3100
BoosterPack
Thermocouple
BoosterPack
(ADS1118) Датчик готовности мяса с
WiFi “iGrill”. Отправляет твит,
если температура
превышает порог.
MSP430F5529
LaunchPad
= + +
NFC/RFID
(TRF7970A)
LiPo Battery
BoosterPack
(BQ fuel gauge) Батарейный считыватель
NFC/RFID с WiFi
CC3200 Wi-Fi
LaunchPad
= + +
Sub-1GHz
(CC110L)
MEMS Temp Sense
BoosterPack
(TMP006) Создай сеть беспроводных
датчиков в субгигагерцовом
диапазоне
MSP430G2553
LaunchPad
= + +
TI Microcontroller TI Wireless TI Analog
Стандарт интерфейса BoosterPack (ti.com/byob)
27
MSP432P LAUNCHPAD
28
MSP432: ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ И ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ
Target MCU: MSP432P401R
BoosterPack Pinout: 40-pin
Specs:
• 48 MHz 32-bit ARM® Cortex™-M4F CPU
• 256 kB Flash / 64 kB RAM
• 14-bit 1MSPS SAR ADC, Timers,
AES Accelerator, I2C, UART, SPI
EnergyTrace+ для измерения тока и
Режима работы ядра
Энергосбережение +
производительность = идеален для
всех применений
Почему именно этот LaunchPad?
MSP-EXP432P401R
$14.25
CC3100 SIMPLELINK Wi-Fi BOOSTERPACK ПОДКЛЮЧИ ЛЮБОЙ LAUNCHPAD К ОБЛАКУ
29
• Производитель: Texas Instruments
• Part #: CC3100BOOST
• Рекомендованная цена: $25.21
• Характеристики:
– WiFi Приемопередатчик CC3100
• IEEE 802.11 b/g/n
• Встроенный TCP/IP стек IPv4
– Маленький форм фактор
– Полноценное программное обеспечение
и уникальная технология SimpleLink
• Больше информации на
www.ti.com/boosterpacks
o Доступен сегодня!
Сообщество Поддержка от экспертов TI и от сообщества он-лайн!
30
• http://e2e.ti.com
• Поддержка 24/7 инженерами TI!
• Более миллиона 1 ответов по продуктам TI
• Поддержка по всем типам продуктов:
микроконтроллеры, интерфейсы, аналоговые
продукты
• www.43oh.com
• Активное и дружественное он-лайн сообществои
блог по экосистеме LaunchPad!
• ~20,000 активных участников
• ~60 пользователей онлайн в любое время!
Demo Реализация датчика влажности с подключением к облаку
31
Реализация «облачного» датчика
32
MSP432 LaunchPad CC3100 Wi-Fi
BoosterPack
Grove Base BoosterPack
from Seeed Studio
Grove analog
moisture sensor
{REST API}
{REST API}
Что ты изобретешь с IOT ?
33
MSP432 + CC3100 предоставляют
• Низкое потребление
• Высокую производительность
• Интеграцию
• Безопасность & Экономичность
• Энергоэффективный Wi-Fi
для следующих поколений IoT
Какой твой следующий проект?
CC3100BOOST-MSP-EXP432P BUNDLE Закажи сегодня и начни разработку своего IoT
34
MSP432 LAUNCHPAD
$14.25
Специальная цена только для участников вебинара!
+
$25.21
CC3100 BOOSTERPACK
• Начало с MSP432 MCU: ti.com/msp432
• Официальный портал LaunchPad: ti.com/launchpad
• Официальная страница SimpleLink: ti.com/simplelink
Куда идти дальше ?