Calibração dinâmica de canais num Mote-on-a-Chip sem cristais

Abstrato

A integração de um único chip de um nó sensor sem fios permitiria dispositivos baratos, de baixa potência e do tamanho de um pó. A chave para realizar esta visão é eliminar referências volumosas de frequência off-chip, tais como osciladores ou ressonadores de cristal, e os seus circuitos associados de fome de energia. O desafio imediato de remover as referências off-chip é que não há referências precisas de frequência on-chip, o que torna difícil sintonizar o rádio na frequência certa, e manter uma noção precisa do tempo. Este artigo oferece uma solução completa para dispositivos sem cristais, que inclui (1) iniciar a comunicação numa rede IEEE802.15.4, (2) sintetizar os 16 canais de comunicação à temperatura de arranque, e (3) aplicar continuamente correcções à fonte de tempo imprecisa para permitir manter a sincronização de frequência em todos os canais de comunicação numa gama de temperaturas de 5-55°C. Os métodos propostos são acompanhados por simulações e uma validação experimental sobre a primeira implementação de hardware de Micro Mote de Chip Único totalmente funcional. As nossas simulações e resultados experimentais validam que a abordagem proposta alcança uma precisão de sincronização de rádio relógio próxima do limite de 40 ppm imposto pela norma IEEE802.15.4.