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世平代理之安森美半导体的 RSL10为物联网、穿戴式、消费等应用提供业界最低蓝牙功耗

 2017-11-22

物联网的迅猛演进促进无线互联设备的兴起,包括移动医疗如助听器、植体,工业应用如智能楼宇、安全防卫监控,汽车市场如先进驾驶辅助系统(ADAS)、传感器、V2X,无线应用如智能手机、无线充电、穿戴式电子产品等,都产生巨大的无线互联需求。厂商要在竞争激励的市场处于优势地位,必须使他们的无线互联产品具备低功耗等关键特性。

安森美半导体在医疗和无线市场具备多年的经验和专长,将在超低功耗、微型化封装等方面的技术和封装优势,应用到穿戴式、消费电子及物联网等市场,推出了蓝牙低功耗(BLE)系统单芯片(SoC) RSL10,为无线互联应用的功耗设立了新的基准。

 

RSL10:超低功耗、高度灵活、支持蓝牙多协议、超威型

RSL10利用安森美半导体针对助听器开发的超低功耗技术,提供行业最低的动态和深度睡眠模式功耗,高度灵活,支持1.1 V至3.3 V的电压范围,固件可在线更新,支持2.4 GHz蓝牙多协议,先进的封装技术实现最小的外形,并提供WLCSP、QFN等多种封装选择,可设计到专用集成电路(ASIC)中或定制模块中以增强微型化和整合度的优势。

 

RSL10的关键技术特性

1、功耗

RSL10在深度睡眠模式下、电压1.25 V时消耗的电流为50 nA,在0 dBm时的传输(Tx)和接收(Rx)峰值分别为8.9 mA和5.6 mA。

2、性能

RSL10的Rx灵敏度达到-94 dBm,采用384 kB闪存,双核处理器(ARM® Cortex®-M3处理器、32位Dual-Harvard数字讯号处理DSP系统),适用于各种不同传感器的GPIO、LSAD、I2C、SPI、PCM等模拟和数字接口,用户可根据需要进行编程。

3、超威型

RSL10采用55 nm技术, 其WLCSP封装版本仅5.5平方毫米。

 

RSL10支持蓝牙低功耗技术及多协议

蓝牙低功耗技术用以实现尽可能低功耗的短距离通讯,工作在2.4 GHz ISM频段,目前蓝牙5的传输速度达到2 Mbps。相对于标准蓝牙,蓝牙低功耗优化用于长期传输短脉冲数据,且易于实施,因为智慧手机中已内置蓝牙低功耗功能。此外,蓝牙低功耗还支持多协议,如定制或专有协议、网状网络等。

蓝牙低功耗基带是由硬件和软件组成的混合方案,RSL10是完全托管的单芯片系统。其中硬件包括射频前端(RFFE)和基带,RFFE基于2.4 GHz RF收发器,实施蓝牙低功耗物理层、专有或定制协议,基带通过蓝牙5认证,包括支持2 Mbps 射频链和定制协议。软件栈包括电池、心率、健康体温计等功能配置文件和GAP、GATT、SMP、ATT、L2CAP、链路层等服务,如图1所示。RSL10支持的蓝牙配置文件如心率、距离、健康体温表、时间、血压、血糖监测、HID over GATT (HOG)、告警提醒、运行速度、位置和导航、由Alliance定义的无线充电定制协议Rezence等等。

 

                         

基带控制器是连接到物理层的接口, 32位双Harvard核LPDSP32是支持密集型讯号处理如音频编译码器的处理器,ARM®Cortex®-M3是用于执行蓝牙低功耗栈和用户应用的处理器,用户可编程,时钟速度达48 MHz,LSAD是用于连接到传感器以形成单芯片系统的A/D转换器。RSL10通过了蓝牙技术联盟(SIG)的蓝牙5认证,包括36个配置文件和服务,并符合美国的FCC和欧洲的ETSI无线规范,如辐射和传导功率、电磁干扰(EMI)等标准。

    

                      

RSL10支持当有新版本可用时的固件在线更新(FOTA),通过片上闪存进行适配,有可用的示例代码用于外围器件和中央PC,可含于任何用户应用程序以添加FOTA能力。

蓝牙低功耗技术编程模型

应用方面,包括BLE和非BLE代码。对于BLE代码,应用将向配置文件提供数据或从配置文件接收数据。功能配置文件如电池、心率、健康体温计等确保设备间的互操作性。建议使用所有蓝牙SIG配置文件以确保与其它BLE设备的互操作性。服务如GAP、GATT、SMP、ATT、L2CAP、链路层等具有一定的特征。本质上一个配置文件将向一系列服务功能报告数据,这些服务功能然后将格式化数据、安排传输到物理层或从物理层接收。

以心率监测器为例,图3诠释了心率测量值如何通过BLE传输至手机App并显示出来。心率监测配置文件本质上是一个应用,接口到您提供或接收的数据。一个关键值是“心率测量值”。这是一个包含测量的每分钟心跳(BPM)的心率值。

    

                                    

 

安森美半导体提供完整的RSL10开发平台

为加速客户设计及产品上市进程,安森美半导体提供完整的RSL10开发平台,包括:

1、整合开发环境(IDE):包括蓝牙协议栈、示例代码、库、技术文档、ARM Cortex-M3处理器开发(GNU toolchain)、采用C语言开发工具包(CDT)的Eclipse等。

2、开发硬件:包括开发板,并将于2017年第3季度提供USB Dongle。

3、LPDSP32开发工具:根据要求提供支持。

 

总结

RSL10是高度灵活的、超威型的多协议蓝牙5无线认证的系统单芯片(SoC),支持更快的无线连接,为物联网和互联的健康与保健等无线互联应用提供业界最低功耗,最大限度地延长电池使用时间,微型化封装可实现更小、更轻的设计。安森美半导体还提供完整的RSL10开发平台,帮助设计人员加快设计进程,在市场竞争中取胜。