DSSS変調で2.4GHz帯域無線ネットワーク障害を検知

　サイプレスは2008年10月27日、リモコンや工業用モニタなどの組み込み制御システムにおいて2.4GHz帯80チャンネルの無線ネットワーク環境を最適化するアプリケーション「RF CyFi（以下、CyFi）」およびその評価キット「CY3271 PSoC FirstTouch スタータキット」を発表した。

　CyFiは、同社の組み込み制御用SoC「PSoC（Programmable System-on-Chip）」を主力コントローラとし、そのほかPSoCで動作するネットワークプロトコル「CyFi Star Network Protocol」、無線デバイス「CyFi transceiver」にて構成されている。DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）変調を使用したデータをエンコードすることで、障害（ノイズ）などの干渉に直面した際の信号回復を迅速に行うという。

図1 CyFiの構成 （クリックで画像が拡大します）		図2 DSSSの仕組み （クリックで画像が拡大します）
いずれも同社の既存製品。CyFi transceiverについては3年前から投入しており、現在40ピンQFNパッケージにて供給中だという		8bitのデータをいったん32チップのデータに拡張し、そのデータを250kbpsで転送する。受信したデータエラー（スライドの例では5つエラーがあると想定）がある場合、符号化のゲインに補正処理をユーザーがセットすることで正常に受信したチップを使用してデータを復元。オリジナルのデータが転送できるという仕組みだ

　PSoCは構成可能なアナログ回路やデジタル回路など、100以上もの周辺機能を1チップ上に統合した高集積デバイスである。設計時間、ボードスペースおよび消費電力を削減し、金額に換算すると5ドルから10ドルの節約になるという。

　CyFi Star Network Protocolは、PSoCの標準開発環境であるPSoC Designerから利用することができるプロトコルで、ノード数は最低250個を実現する。パワーマネジメントやリンクマネジメント機能を備えている。

　図3はCyFi Star Network Protocolのリンクマネジメント機能についての説明図である。例えば1つのハブに対して近くに無線LANのスポットがある場合、プロトコルで障害のないフリーチャンネルを探し、そこへハブを移動させるといった動作になる。

図3 CyFi Star Network Protocolの機能1 （クリックで画像が拡大します）		図4 CyFi Star Network Protocolの機能2 （クリックで画像が拡大します）

　送信開始時は最も低いパワー（-5dBm）、最も速いデータレート（1Mbps）とする。障害が検出された場合は、データレートを下げ、それでも通信ができない場合はパワーを段階的に上げていき、フリーチャンネルを探す（図4を参照）。

　同社 HID／RF タイミング 光学ソリューション部門副社長のデイビット クランツラー（David Kranzler）氏は「CyFiは2.4GHz帯域とDSSS変調を組み合わせたことで、より広帯域における障害の検証を可能にし、迅速な再送回避とスリープモードへの復帰を実現している」と述べ、Zigbeeなどの他社製品とCyFiの違いを強調した。

図5 CyFiと他社製品との比較

　評価キットであるCY3271 PSoC FirstTouch スタータキットは、PSoC IDEソフトウェア、データコレクション用コントロールダッシュボード、RF付PCドングル、マルチファンクションボード、長距離ワイヤレスアプリケーション用パワーアンプ付RF拡張ボード、バッテリーボード（2枚）が同梱され、USBメモリスティック型にて提供される。価格は69.95米ドル。

　また拡張キットとしては次の3つがある。

• CY3271-EXP1 環境センシングキット
  圧力、湿度、温度、周囲光センサの無線センサ技術をサポートする。
• CY3271-RFBOARD RF 拡張キット
  CY3271のアドオンで2つのRF拡張と単4バッテリーボードを提供する。
• CyFi開発キット
  汎用開発キットで、PSoCデバイスとCyFiトランシーバの試作、デバッグをスムーズに行う。キットにはワイヤレスアプリケーションを構築する2枚の開発ボードと2つPSoCモジュール、3つのCyFiモジュールが同梱される。

図6 デモンストレーションの様子

同社の組み込み設計ソフトウェア「PSoC Designer」を利用することで、ドラッグ＆ドロップの簡単操作で無線システムを実現できる

　なお、CyFiおよび各キットは本日より同社ホームページから注文できる。

（＠IT MONOist編集部　上口翔子）