建筑物控制面板的模块化方案

作者：安森美产品市场经理Mike Sandyck
毋庸置疑，KNX ®被视为用于建筑物和家庭自动化的一个领先协议，KNX 协会认证的产品超过 8,000 种，有500 家成员公司，与覆盖 190 个国家的近 100,000 个安装合作伙伴结盟。事实上，KNX 是唯一真正开放且独立于供应商的全球标准，部署设备约 4 亿台。
KNX 总线协议的标准化是通过多个国际和地区标准结合传统协议来实现的，以提供一个独立于媒介的开放式系统互连(OSI) 协议。KNX 可通过 RF 或 IP 进行无线部署，但传输节点电源和数据的简单双绞线因其低成本和简单性而广受欢迎。与电话布线的相似性有助于加强对 KNX 布线的熟悉度。
互操作性的需求
如果不同供应商的产品之间没有互操作性，就不可能有 KNX 的广泛性和安装基础。由 KNX 协会管理的一项广泛认证计划要求供应商证明产品符合要求，尤其是协议特性、支持的配置文件、网络互连和可选功能。
虽然测试可能很繁琐，但这不应该是个障碍–只需确保100%的互操作性即可。但如果一个供应商打算用自己的品牌转售以前从协会成员那里购买的认证产品，那么，只要物理层(PHY)和软件堆栈存在且未被修改，就不需要对这个 "衍生 "或 "OEM "产品进行进一步测试。这大大简化了流程，避免涉及不必要的测试时间和成本，因为产品只需要附带 KNX 产品修改声明，而不用进行完整的合规测试。
模块化的KNX方案
首款经过KNX 预认证的系统级封装(SiP) NCN5140S，对在建筑物自动化应用中扩大 KNX 网络的采用带来显著进步。设计 KNX 网络的传统方法是使用单独的部件构建一个系统。NCN5140S SiP经过预认证，只需要高级定制，而不需要触及任何底层固件、PHY或软件栈。最终可开发定制的 KNX 系统，而不需要测试和验证系统设计的每个变体。
安森美(onsemi)的NCN5140S含所有关键和可认证的元素，包括PHY 和媒体访问控制器 (MAC)及KNX 网络堆栈和应用软件。这些元素被集成到 SiP 中，在基于 ARM ® Cortex ® -M0+ 的微控制器上运行。

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由于 KNX 收发器（PHY+MAC）、网络堆栈和应用软件都经过了预认证，因此使用 NCN5140S 开发的任何产品都可视为衍生产品或 OEM 产品。在开发新的 KNX 产品时，新的 SiP 节省时间和成本并降低设计风险。
电容输入可能具有挑战性，因此安森美还提供了将 SiP 连接到这种输入类型所需的固件。应用软件和认证堆栈均以在组装过程中编程的二进制代码形式提供，然后通过工程工具软件 (ETS) 进行配置。
模块化流程
NCN5140S SiP的基于 SiP的模块化 KNX 流程共需三步：

将固件（二进制文件）编程到 ARM 微控制器中
在生产结束编程时配置唯一的网络 ID 和应用程序选项
在建筑物安装过程中使用 ETS 数据库设置设备参数
NCN5140S 专为墙壁开关或调光器而设计。在大多数用例中，这些是用于控制建筑物照明、暖通空调(HVAC)、窗户控制和建筑物访问等功能的用户界面面板。
OEM 制造商在其设计中使用 SiP ，可在生产结束编程期间设置设备。在此设置过程中，最重要的是为 OEM 制造商编写唯一的 KNX 网络 ID。接下来，应用程序可配置开关数或触摸按钮的数量，如果这些需要调光，还可配置设计中的单色或 RGB LED 设置。
最后，安装人员可通过KNX 协会提供的ETS 完全定制墙壁开关。可以指定名称，同时可针对各建筑物定制按钮功能、LED 行为、状态指示、计时器、场景设置等。