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蓝牙智能芯片如何将智能设备电池运行时间延长一倍

丛秋波?? 2013年07月29日 ?? 收藏0
网关的普及是实现蓝牙智能外设的关键,在新型智能手机、平板电脑中蓝牙智能芯片的配置率已接近100%,目前蓝牙智能正在向笔记本电脑、智能电视和其它产品拓展。据IHS预测,到2016年年底,蓝牙智能IC的计划出货量将超过3.5亿件。

日前,Dialog半导体推出该公司首款SmartBond蓝牙智能系统级芯片(SoC)Dialog DA14580。Dialog公司亚太区总经理ChristopheChene称:“DA14580是首款突破4mA无线收发电流极限的蓝牙智能解决方案,可提供最长的电池运行时间。同时高度集成的DA14580还具备最低的系统成本,也是目前业界尺寸最小的蓝牙智能SoC。”

一个功能丰富的解决方案

Christophe Chene告诉本刊记者,作为Dialog Smart Bond系列的首个成员,DA14580是一个完整的软硬件解决方案,能够让电子工程师方便地为智能设备外设添加蓝牙智能功能。其强大的32位ARM Cortex-M0微控制器和相应的内存能够实现全嵌入式和全托管解决方案。蓝牙4.0PHY和链路层可提供93dB的RF链路预算,确保可靠的传输。与此同时,AES-128硬件加密引擎又能确保安全的数据传输。此外,各个模拟集成模块可确保一个较宽的工作电压范围,并减少外部组件的数量,而各种数字接口可以连接大量的传感器。

ChristopheChene介绍说,DA14580独特的架构优势主要体现在:一是功耗低,DA14580无线收发电流消耗仅3.8mA,比市场上其它蓝牙智能解决方案低50%,而且其深度睡眠模式的电流低于600nA。这意味着,在一个每秒发送20字节的产品中,一颗225mAh纽扣电池可以让其持续运行4年零5个月;与此相比,前几代蓝牙智能技术仅能维持两年时间。二是集成度高、系统成本低,凭借其单针天线接口和模拟集成模块,DA14580可将外部组件的数量降至最低。此外,由于还能使用更小的电池,它又能将总的BOM(物料清单)降至最低,从而可开发出成本低但功能丰富的系统。三是尺寸小,高度集成的DA14580可提供三种尺寸,其中最小的晶圆级芯片尺寸封装(WL-CSP)仅为2.5mm×2.5mm×0.5mm,其封装尺寸也比竞争对手小50%,这样的超小尺寸可以让设计人员在最受空间限制的无线配件中使用蓝牙技术。

DA14580架构解析

DA14580是一款完整的蓝牙4.0SoC,内置一个32位ARM Cortex-M0内核,以及一个一次性可编程(OTP)片上闪存和32个GPIO,它们可以提供极高的设计灵活性,无需外部处理器并可降低成本。

DA14580拥有一个功率管理块,内置PMU、DC/DC和LDO,从而降低了对外部组件和总物料清单的需求。通过精准地打开和关闭每个芯片块的供电,Dialog能够将功耗降至最低。由SmartBond的运行电压降低至0.9V时仍运行,从而实现使用一节碱性电池或镍锰电池就能运行电脑或智能电视外设,而此前竞争对手的解决方案则需要两节电池。这为设计人员敞开了通向无数新设计思路的大门,让他们能够开发出超紧凑和小尺寸的产品,同时降低系统的总成本。能源采集技术,如采集到的光能或动能,也可以用于对支持系统运行的可充电电池进行充电。DA14580还能产生强大的93dBRF信号,具有较高的抗干扰能力。

DA14580配有一个完整的Dialog Smart Snippets蓝牙软件平台(图),该平台包含一个经过认证的蓝牙智能单模片上协议栈。DA14580标配一系列面向消费者健康、运动、健身、安保和接近应用的蓝牙智能配置文件。此外,用户还可以根据需要方便地定制和添加自己的配置文件。Smart Snippets软件开发环境基于Keil的μVision成熟工具,并包含嵌入和托管模式的示例应用代码,可帮助工程师启动开发项目。

此外,Dialog还提供一个完整的硬件开发工具包,可帮助实现应用的开发和测试。根据不同的DA14580封装,该开发工具包的母板可以与多款子板中的某一块子板配合使用。

工程师还可以使用一个专用电路和工具来描述和微调应用的功耗,以充分发挥DA14580的优势。

应用领域

Dialog现已开始与业界领先的无线块制造商Murata合作开发经过认证的蓝牙智能小型模块,让那些RF系统知识相对不足的原始设计商能够将经过认证的解决方案迅速集成到他们的产品中。Christophe Chene表示,DA14580这款芯片的设计目的是通过无线方式将键盘、鼠标或遥控器与平板电脑、笔记本电脑或智能电视机相连接,让消费者能够通过智能手机和平板电脑上的各种创新应用,与手表、护腕或智能标签建立连接,实现健康和身体状况的“自我监测”,寻找丢失的钥匙等各种功能。Dialog DA14580计划于2013年第四季度开始批量生产。


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