Компания Wavecom, мировой лидер в производстве GSM M2M-устройств, в 2007 году выпускает на рынок телекоммуникаций принципиально новый продукт - беспроводной микропроцессор WMP100. Традиционный подход в построении M2M-решений обычно сводился к созданию системы на базе микропроцессора общего пользования (Microchip, Atmel, Texas Instruments и т.д.) и добавлением в систему GSM-модема, который отвечал только за передачу данных. Результатом такого подхода являлась излишняя сложность создаваемых устройств, непростой процесс обслуживания и, как правило, ограниченные возможности по модернизации. Большое число применяемых компонентов неизбежно ведет к увеличению габаритов и снижению надежности конечного продукта. Wavecom предлагает принципиально новый подход в построении M2M-решений с GSM-возможностями - использование беспроводного микропроцессора в качестве основы всей системы. Беспроводной микропроцессор WMP100 представляет собой мощное вычислительное ядро со встроенной операционной системой реального времени, большим набором периферии и встроенным функционалом для передачи SMS, голоса и данных по сетям GSM. При этом размер беспроводных процессоров от Wavecom соизмерим с размерами современных процессоров настольных компьютеров. На дистрибьюторской конференции в апреле 2007 года компания Wavecom показывала демонстрационный комплект (рис. 1) , в котором на базе WMP100 реализованы прототипы следующих приборов: автомобильное устройство экстренного вызова службы спасения, охранное устройство для «Умного дома» и счетчик электроэнергии для системы АСКУЭ. 

Рис. 1. Демонстрационное колесо WMP100 и примеры приложений

В демонстрационном «колесе» установлен беспроводной микропроцессор WMP100, к которому подключено огромное количество периферийных устройств (рис. 2) - видеокамера, GPS-модуль, Bluetooth-модуль, Цветной ЖКИ-дисплей, акселерометр, клавиатура и кнопки-датчики. Программное обеспечение реализует интерактивное взаимодействия со специальным сервером в реальном времени. Например, в режиме охранной сигнализации при имитации срабатывания датчика проникновения (нажатие кнопки) «колесо» получает изображение с камеры и отправляет его на заданные адреса. В режиме «автомобильный навигатор» WMP100 определяет координаты устройства и выводит их на цветной ЖКИ дисплей. Устройство также позволяет подключать внешнюю беспроводную гарнитуру Bluetooth для осуществления голосовых вызовов.     

 

Рис. 2. Демонстрационное «колесо WMP100»

WMP100 (рис. 3) является мощным центральным процессором, построенным на 32-битном ядре ARM9. Процессор включает в себя аппаратный GSM-блок (Quad-Band), позволяющий передавать голос, СМС, данные и работать с Интернет. Большое количество периферийных устройств может подключаться через широкий набор встроенных интерфейсов. Процессор поддерживает работу с внешними Bluetooth- и GPS-аппаратными модулями, при этом соответствующие стеки протоколов выполняются внутри WMP100. Беспроводной микропроцессор поддерживает различные режимы пониженного энергопотребления - VariSpeed (изменяемая скорость работы) и VariPower (изменяемая потребляемая мощность), управление которыми происходит программным путем. WMP100 выпускается в компактном корпусе BGA576 размером 25х25х2,7 мм. Процессор разрабатывался с учетом специфики встраиваемых приложений и содержит в себе механизмы защиты памяти и безопасности. Добавив к WMP100 внешнюю память оптимального объема (макс. 1 Гбит) и необходимый набор внешней периферии, можно создать устройства с отличными техническими характеристиками. Минимальный набор внешних компонентов и выполнение множества функций программным путем облегчают разработку сложной системы и снижают стоимость по сравнению с альтернативными решениями. 

• Компактный размер;
• Вычислительная мощность от 17 до 88 MIPS;
• Операционная система реального времени Open AT RTOS;
• Может работать более чем в 250 сотовых GSM-сетях по всему миру;
• Поддержка Bluetooth и GPS;
• Температурный диапазон: -40...85°С

Таблица 1. Внешние интерфейсы WMP100

Встроенные интерфейсы позволяют подключать к процессору практические любые внешние устройства. Аналоговые линии ввода-вывода используются для подключения аудиопериферии или аналоговых датчиков. Набор цифровых интерфейсов позволяет работать с PCM-audio, USB, UART, SPI, I²C, Parrallel Port (табл. 1). Расширенный набор линий ввода-вывода предназначен для подключения внешней FLASH и RAM-памяти. Внутренняя структура WMP100 приведена на рисунке 4. Набор функций управления питанием позволяет отключать внутренние функциональные модули, не нужные в данный момент. Это приводит к значительному снижению энергопотребления и возможности продолжительной работы при питании от батарей. В режиме приема (Standby mode) WMP100 потребляет около 1,5 мА, при переходе в спящий режим (Alarm mode) потребление тока снижается до 16 мкА. В режиме передачи на максимальной скорости GPRS (10 класс) ток потребления достигает 400 мА. Ядро WMP100 питается от напряжения 1,8 В, периферия - от 2,8 В. WMP100 также содержит встроенные средства для зарядки внешней батареи любого типа - LiIon, NiMH, NiCd. Микропроцессор может реагировать на внешние события в реальном времени и имеет 9 входов для обработки прерываний. 

Рис. 4. Внутренняя структура WMP100

Уникальной особенностью WMP100 является возможность обновления программного обеспечения по эфиру (функционал DOTA - Download over the air). Система обновления программного обеспечения по эфиру позволяет обновить не только приложение пользователя, но и внутреннюю прошивку модуля. Новый функционал позволяет значительно сократить затраты в течение жизненного цикла устройства. Допустим, некий прибор установлен в нескольких сотнях экземпляров в пределах области. Возникает задача добавить новую функцию. При традиционном подходе выездная бригада будет обеспечена работой на несколько месяцев для проведения модернизации с выездом на места установки GSM-оборудования. С помощью DOTA II вся работа может быть выполнена дистанционно, со значительной экономией времени и средств. 

Рис. 5. Средства разработки для WMP100

Несмотря на то, что массовый выпуск WMP100 начнется осенью 2007 года, отладочные средства можно получить уже сейчас. Комплект разработчика WMP100 Developer Board (рис. 5) включает в себя все необходимые аппаратные и программные средства для быстрой и эффективной разработки конечных изделий на базе беспроводного микропроцессора. Комплект разработчика включает в себя следующий набор устройств:

• Материнская плата (1 шт.);
• Среда разработки Open AT® Software Suite SDK (1 СD-диск);
• WMP100, установленный на переходную плату (2 шт.);
• Внешний модуль памяти (1шт.);
• 80-контактный ответный системный разъем;
• 130-контактный ответный системный разъем;
• Техническая документация (1 СD-диск);
• Телефоная трубка на витом шнуре (1 шт.);
• Кабель RS-232 (1 шт.);
• Кабель USB (1 шт.);
• Штыревая GSM-антенна (1шт.);
• Сетевой адаптер 100/240 В.

Для получения полной документации на беспроводной процессор WMP100 и заказа средств разработки необходимо отправить запрос по адресу: wavecom@compel.ru.