PowWow - PowWow

PowWow donanım platformu

PowWow (Güç Optimize Donanım ve Kablosuz Motes için Yazılım Çerçeve) olan kablosuz sensör ağı (KAA) zerre Cairn ekibi tarafından geliştirilen Irisa / INRIA . Platform şu anda IEEE 802.15.4 standart radyo alıcı vericisine ve bir MSP430 mikroişlemciye dayanıyor . Diğer mevcut mote sistemlerinden farklı olarak, PowWow çok yüksek enerji verimliliği için belirli özellikler sunar :

• MAC tabakası alıcı tarafından başlatılan bir asenkron buluşma Şema dayanır,
• düşük güç için güç yönetimi , frekans ve voltaj ölçeklendirme ve FPGA ortak işleme gibi mimari ve devre seviyesi optimizasyonları yapıldı ,
• yazılım yığını çok hafif (5 kbayt) olduğu kullanan olay odaklı programlama ve şu anda Protothread kütüphanesinden türetilir Contiki .

Donanım

PowWow donanım platformu oluşmaktadır anakart bir MSP430 dahil mikrodenetleyici ve diğer kızı panoları radyo alıcı verici kurulu, ortak olarak işlenmesi kurulu ve bazı sensör gibi enerji hasat panoları.

Anakart işleniyor

• TI MSP430 düşük güçlü mikro denetleyici
• MSP430F1612 sürümü, 8 MHz saat
• 55KB flash bellek , 5KB yonga üzerinde RAM
• 1 MHz'de 330uA ve aktif modda 2,2 V, bekleme modunda 1,1uA
• Uzatma için P1, P2 konektörleri
• JTAG, RS232 ve I2C arayüzleri

Radyo Kurulu

• TI CC2420 RF alıcı-verici
  • Dijital doğrudan sıralı yayılı spektrum temel bant modem
  • Tek çipli 2,4 GHz IEEE 802.15.4 uyumlu
  • 9 dB yayılma kazancı, 250 kbit / s veri hızı
• Paket işleme, veri arabelleğe alma , patlama iletimleri , veri şifreleme , veri kimlik doğrulama, açık kanal değerlendirmesi, bağlantı kalitesi göstergesi ve paket zamanlama bilgisi için donanım desteği

Ortak işleme kurulu

P1, P2 konektörlerinde anakarta bir ortak işlem kartı eklenebilir. Bu kart , ağın enerji verimliliğini artırmak için dinamik voltaj ölçeklendirme ve donanım hızlandırma sağlar.

• Güç Modu Yönetimi (PMM)
  • Uyanma süresi için Düşük Güçle Programlanabilir Zamanlayıcı
  • MAX6370, 8uA
• Dinamik Gerilim ve Frekans Ölçeklendirme (DFVS)
  • Programlanabilir Saat
    • LTC6930, 490uA
    • 1 ila 128'e bölünmüş 8 MHz
  • Programlanabilir DC / DC dönüştürücü
    • TPS62402 / TPS61030
• FPGA birlikte işleme
  • Actel'den düşük güçlü Igloo FPGA
  • AGL125: 130 nm, 125 kgates, 32kbits on-chip RAM, 1 kbit Flash, saat yönetimi için PLL.
  • 0 - 1.65V besleme gerilimleri
  • Güç tüketimi: 2,2 uW, 16 uW, uyku modunda 1 ila 30 mW, dondurma, çalıştırma modları
  • Örneğin , FPGA üzerinde uygulanan bağlantı katmanı için Viterbi kod çözücü 5 mW tüketir

Ağ oluşturma

• MAC katmanı: ön ek örnekleme protokolü

PowWow, radyo alımı (RX) modunda harcanan zamanı azaltmak için UC Berkeley tarafından önerilen RICER protokolünü kullanır . Bu protokol, potansiyel alıcılardan gelen bir uyandırma sinyali tarafından başlatılan döngüsel buluşma noktasından oluşur. Bu yöntem sayesinde düğümler çoğu zaman uyuyor, dolayısıyla enerji tasarrufu sağlıyor.

• Çok sekmeli yönlendirme
• Coğrafi yönlendirme

PowWow, basit bir coğrafi yönlendirme protokolü kullanır.

• • Her düğümün (x, y) koordinatları vardır
  • Atlama iletimi için bir sonraki düğüm, hedefe en yakın olan komşularda seçilir

Öklid mesafesi anlamında

• Komşu masa yönetimi
  • Bir komşu, bir düğümün radyo menzilindeki bir düğümdür
  • Komşular güç açıldığında ve düzenli bir zaman aralığında keşfedilir
• İletim modları
  • Yayın yapmak
    • {Komşulara} doğrudan iletim, ACK yok
  • Su baskını
    • Tüm ağ düğümlerine bir paket yayınlayın, ACK yok
  • ACK ile / olmadan Doğrudan Atlama
    • ACK ile / olmadan belirli komşulara doğrudan iletim
  • Sağlam Multi-Hop
    • Ağdaki belirli bir düğüme çok sekmeli iletim
    • Her atlama ACK ile
    • Düğüm adresini kullanır

Yazılım

PowWow yazılım dağıtımı, protokol katmanları (PHY, MAC, LINK, NET ve APP) halinde organize edilmiş bir API sağlar. Yazılım dayanmaktadır protothread kütüphanesi Contiki karmaşık durum makineleri veya tam çoklu iş parçacığı olmadan sıralı bir kontrol akışı sağlar.

• Bellek verimliliği: 6 Kbyte (protokol katmanları) + 5 Kbyte (uygulama)
• Kablosuz yeniden programlama (ve yakında yeniden yapılandırma)

Geliştirme araçları

• Şu anda IAR Embedded Workbench'e dayanmaktadır
• İle derleniyor gcc MSP430 da mümkündür
• Enerji tahmin metodolojisi

Kullanılabilirlik

PowWow'un ilk sürümü Temmuz 2009'da piyasaya sürüldü. PowWow V1 anakart, radyo kartı ve yazılımı içerir. Ortak işlem panosunun ilk prototipi şu anda mevcuttur, ancak henüz dağıtılmamıştır. PowWow V2 geliştirme aşamasındadır.

PowWow, GPL lisansı altında açık kaynaklı bir donanım ve açık kaynaklı yazılım olarak sunulur .

Dış bağlantılar

• Resmi internet sitesi

Kaynaklar