NCJ29D5芯片相关特性指标
NCJ29D5芯片为NXP针对汽车行业而开发的集成UWB芯片,典型应用为CCC第三代数字车钥匙的应用。其主要特性包括以下内容:
- 兼容IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY
- 支持从6.0GHz到8.5GHz的SHF UWB频段,可在全球范围内使用
- 中心频率从6.5GHz到8.0GHz
- 可编程发射机输出功率峰值高达12 dBm
- 128 MHz PRF模式与IEEE 802.15.4相比,可用平均TX功率翻倍
- 针对短帧模式操作进行了优化
- 全相干接收机可实现最大距离和精度
- 集成所有需要的RF组件(如balun,TRX开关)
- 电源电压1.8V到3.6V
- 低功耗
- 可配置限流器,适用于cell电池供电的应用
- 数据速率为110 kbps(BRPF), 850 kbps(BPRF), 6.8 Mbps(BPRF), 7.8 Mbps(HPRF)
- 支持双向测距和TDOA
- IEEE 802.15.4z BPRF/HPRF UWB PHY草案,以对抗Cicada和前导码注入的距离操纵
- 加扰时间戳序列(Scrambled Timestamp Sequence, STS)生成,符合NIST SP 800-90A
- 集成I/Q相位和幅度失配补偿
- 窄带干扰消除(Narrow Band Interference Cancellation, NBIC),实现良好的同信道干扰抑制
- XO缓冲器,用于与其他设备(如UHF或BLE收发器)共享XTAL
- ARM Cortex-M33 32 Bit处理器,55.2MHz
NCJ29D5射频子系统
射频子系统是NCJ29D5的模拟射频前端。它集成了在6.0GHz到8.5GHz频带中执行UWB数据传输和测距操作所必需的所有RF组件。
RF RX包括以下功能:
- LNA
- 混频器
- 自动增益控制(AGC)
- 抗混叠滤波器(AAF)
- 以1GHz采样率运行的8位ADC
RF TX包括以下功能:
- 以2GHz运行的7位DAC
- 重建滤波器
- 混频器
- PA增益控制
- PA
RF子系统还包括以下附加功能:
- XO时钟和缓冲器
- 浮点系统PLL(SYS-PLL)为DAC、ADC、RF-PLL和数字基带域生成时钟
- 生成LO(Local Oscillator,本振)的浮点RF PLL(RfPll)
- 匹配网络
- Balun
- 收发切换开关
基带子系统
射频子系统之后为基带子系统,框架如下图所示:
数字接收端通过CPU子系统进行初始化与配置。相关数字接收的逻辑以及算法处理由片内DSP芯片进行实现。基带子系统部分又分为数字接收部分与数字发射两个部分组成。
数字接收功能
- 在数据帧的前导码阶段(SYNC)获取频率偏差与时钟偏差
- 检测SFD分隔符(delimiter)
- 到达时间(Time of Arrival, ToA)的测量
- 对于安全测距应用,ToA算法基于安全训练序列(Secure Training Sequence, STS)
- STS序列通过特定硬件生成(Tx/Rx STS Gen)
- 对于非安全测距应用,STS不会传输,ToA算法基于SYNC段
- 物理层Header(Physical Header, PHR)解调,(Ranging Marker为PHR的第一个chip)
- 负载解调
- Viterbi解码
- Reed Solomon (RS) 解码
- SECDED解码
- 窄带干扰消除(NBIC)抑制带内干扰
数字发射功能
- 卷积编码、RS编码、SECDED编码、STS序列生成、
- 比特流生成(SYNC,SFD,STS,PHR,Payload)
- 基于可编程FIR滤波器生成脉冲
快照单元
在数字接收与数字发送功能外,NCJ29D5还提供了快照单元实现测距相关的算法处理。CPU软件组合基于ToA估计捕捉的时间戳(RX和TX事件触发)计算在测距协议中需要的高精度时间戳。 快照单元的主要功能:
- 精准触发延时接收(RxStart)和延时发送(TxStart)
- 收到(RxEvent)或发送(TxEvent)一个帧后,捕获时间
- ·唤醒DSP、CPU(WupTrigger)