Bu platform, IoT'ye özgü yazılım uygulamaları için bir geliştirme ve test platformu olarak tasarlanmıştır. Donanım, geliştirilen yazılımın arayüz kartındaki USB arabirimi üzerinden donanıma kolayca yüklenebilecek biçimde tasarlanmıştır. Yazılım dosyaları ikili (binary) formatta platformun arayüz kartı üzerinden gönderilir ve aynı kart, USB seri bağlantı noktası üzerinden donanımda hata ayıklamak için kullanılabilir. Arayüz kartının üzerinde bulunan butonlarla CC2538 (SoC) programlama (backdoor) moduna getirilir. Bu modda, ürün yazılımına ait ikili kodun CC2538'in EPROM'una indirilmesine izin verilir.

Arayüz kartı, sıcaklık ve ortam ışığı bilgilerini dijital olarak toplamak için kullanılabilen iki bağlantı noktası ile birlikte gelir. Ayrıca CC2538'i programlamak için kullanılabilen bir JTAG başlığı da bulunur. USB ile arayüz kartı 1Mbit/saniye'ye kadar veri hızlarını destekleyebilir. Arayüz kartı ayrıca, SLIP (Seri Hat IP) protokolü aracılığıyla ana bilgisayara bir ağ birimi oluşturarak CC2538'in kenar yönlendirici olarak yapılandırılmasına izin vermek için kullanılabilir.

Fig. 1: Mote Platform and Base Board

Mote platformu bir SoC (CC2538) ve bir menzil genişleticiden (CC2592) oluşur. CC2538 yonga üzeri sistemin (SoC) spesifikasyon özeti aşağıda verilmektedir. SoC, IEEE 802.15.4-2006 spesifikasyonlarıyla uyumlu bir fiziksel katmana sahip birçok düşük güçlü uygulamayı desteklemektedir. Güvenlik için donanım hızlandırıcıları ve ADC'ler gibi birçok kullanışlı özelliğe sahiptir. SoC maksimum 7 dBm iletim gücüne sahip olabilir ve -97 dBm alıcı hassasiyetine sahiptir. Ayrıca, düşük güçte çalışma için RAM tutma ile farklı güç modlarını destekler. CC2592 ile kullanıldığında, mote maksimum 20 dBm çıkış yapabilir ve alıcı hassasiyeti -102 dBm'e ulaşarak cihazların daha uzun aralıkları desteklemesini sağlar. Platform testleri, NLOS dış mekan ortamlarında 300 metrelik bir menzile ulaşılabildiğini ortaya koydu. Ayrıca, iç mekan ofis testleri de 100 metrelik bir iletişim aralığını ortaya çıkardı.

Platform, Contiki gömülü işletim sistemi için test edildi. CC2592 LNA (Low Noise Amplifiers) yongasını, ortam ışığı ve sıcaklık sensörlerini kullanmak için gerekli Contiki yazılım sürücülerine sahip. Radyo, dinamik güç kontrolünü desteklemek için kullanılabilen farklı güç modlarını destekleyecek şekilde programlanabilir. CC2592 LNA, enerji bütçesini kontrol etmek için farklı modlar için de programlanabilir.

Kart iki anten konfigürasyonuna sahip olabilir. Birincisi, C37 kondansatörünü PIFA (Düzlemsel Ters F Anteni) bağlantısına lehimleyerek yerleşik PIFA yapılandırılması. İkincisi, C37 kondansatörünü SMA konnektörüne lehimleyerek harici anten yapılandırılması. Harici anten, uzun menzil hedeflenen durumlarda panoya yüksek kazançlı bir anten bağlamak için kullanılabilir.

Mote, gerektiğinde sensörlere veya aktüatörlere bağlamak için kullanılabilen iki standart konektöre bağlı 24 genel amaçlı G/Ç bağlantısına sahiptir. G/Ç pinlerinden 4 tanesi, düşük güç sensörlerini çalıştırmak ve kullanılmadıklarında kapatmak için kullanılır. Bu 4 pin, 20 mA akımları destekleyerek pil tabanlı işlemler için uzun ömür sağlayan düşük enerji tüketimi yapılandırması sağlar.

CC2538 Spesifikasyon Özeti

Mikrodenetleyici

• Powerful ARM ^® Cortex®-M3 With Code Prefetch.
• Up to 32-MHz Clock Speed.
• 512KB, 256KB or 128KB of In-System-Programmable Flash.
• Supports On-Chip Over-the-Air Upgrade (OTA).
• Supports Dual ZigBee Application Profiles
• Up to 32KB of RAM (16KB With Retention in All Power Modes)
• cJTAG and JTAG Debugging

RF

• 2.4-GHz IEEE 802.15.4 Compliant RF Transceiver.
• Excellent Receiver Sensitivity of –97 dBm.
• Robustness to Interference With ACR of 44 dB.
• Programmable Output Power up to 7 dBm.

Security Hardware Acceleration

• Future Proof AES-128/256, SHA2 Hardware Encryption Engine.
• Optional – ECC-128/256, RSA Hardware Acceleration Engine for Secure Key Exchange.
• Radio Command Strobe Processor and Packet Handling Processor for Low-Level MAC Functionality

Low Power

• Active-Mode RX (CPU Idle): 20 mA
• Active-Mode TX at 0 dBm (CPU Idle): 24 mA
• Power Mode 1 (4-µs Wake-Up, 32-KB RAM Retention, Full Register Retention): 0.6 mA
• Power Mode 2 (Sleep Timer Running, 16-KB RAM Retention, Configuration Register Retention): 1.3 µA
• Power Mode 3 (External Interrupts, 16-KB RAM Retention, Configuration Register Retention): 0.4 µA
• Wide Supply-Voltage Range (2 V to 3.6 V)

Peripherals

• µDMA
• 4 × General-Purpose Timers (Each 32-Bit or 2 × 16-Bit)
• 32-Bit 32-kHz Sleep Timer
• 12-Bit ADC With 8 Channels and Configurable Resolution
• Battery Monitor and Temperature Sensor
• USB 2.0 Full-Speed Device (12 Mbps)
• 2 × SPI
• 2 × UART
• I2C
• 32 General-Purpose I/O Pins (28 × 4 mA, 4 × 20 mA)
• Watchdog Timer