基于OMAP的无线传感网节点处理器的设计与实现

　　无线传感网络是计算技术、通信技术和传感器技术相结合的产物。传感网应用场合非常广泛，节点也可以搭载不同类型的传感器。当节点自身搭载的传感器为震动、磁传感器时，采集到的数据量较小，处理简单，目前的传感网节点(如Mica节点)就可以满足需要。但当节点集成图像传感器、红外传感器等大数据量传感器对传感数据网络的实时要求相当高时，现有的节点受处理及存储能力的限制无法满足要求。

　　本文主要分析在设计较高处理及存储能力传感节点时，如何满足传感网节点低功耗和高处理能力间的平衡关系，并介绍基于OMAP处理器的节点处理器部分的实现方案。

　　1 无线传感网节点功耗分析

　　首先对节点各模块与处理器模块的功耗关系进行分析。

　　依照功能，无线传感网节点在硬件上分为数据采集模块、数据处理模块、无线收发模块、供电模块。图1为其节点示意图。

　　图中虚线表示处理器模块所涉及的功能，它负责数据处理模块的全部工作及数据采集模块与无线收发模块的部分工作。其中数据处理模块主要由处理器与存储器组成。若处理器不搭配存储器，则在分析功耗时，只对处理器模块进行分析即可。

　　下面对各模块进行功耗分析。

　　(1)数据采集模块

　　数据采集模块通过传感器采集外界数据并存储。处理器模块主要是配合传感器工作，并进行数据存储。

　　(2)数据处理模块

　　数据处理模块是处理器的主要工作模块。在工作态内，处理器模块的主要工作为数据采集、数据处理及数据传送。在数据处理阶段，处理器又负责模式识别、协议处理以及通信相关的三类任务。

　　在选择数据处理阶段的算法时，应考虑功耗问题。在达到系统要求的情况下，算法应尽可能简化。

　　值得注意的是：选择简单的通信相关算法可能使接收部分的性能下降，只能通过增加无线收发模块的发射能量来补偿，使整个节点的功耗增加。

　　该模块的设计原则：①数据处理部分软件尽量简化;②工作态和待机态功耗应尽量降低;③通信相关的算法会影响到无线收发模块的功耗，应整体考虑后再选择。

　　(3)无线收发模块

　　由于无线收发模块工作时需要处理器配合，将数据与无线收发模块交互。因此工作时间内，必须考虑处理器模块的功耗。

　　以上分析了无线传感网节点中的各个模块在工作态时与处理器模块的关系。下面利用上述结论，针对基于OMAP芯片的节点处理器的设计进行具体分析。

　　2 基于OMAP的节点处理器的低功耗设计