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意法半導體(ST)推出新的低能耗藍牙Bluetooth®單片解決方案

 2016-08-24
  • BlueNRG-1系統晶片為設計人員提供低功耗和射頻連接可靠性
  • 系統晶片滿足增長最快的低能耗藍牙新興市場的需求,包括零售店導航、穿戴設備、互聯網家庭、汽車、工業和醫療

ST發佈了其首款低能耗藍牙Bluetooth® Low Energy無線通訊系統晶片(SoC) BlueNRG-1。新產品兼備優異的能效和強大射頻性能,可滿足快速增長的大規模低能耗藍牙市場的需求。

低能耗藍牙技術是功耗受限的智慧感測器和穿戴設備、零售店導航收發器(beacon)、汽車無鑰匙進入系統、智慧遙控器、資產跟蹤器、工控監視器、醫用監視器等互聯網設備的理想選擇。根據ABI Research[1]預測,隨著藍牙平板電腦和智慧手機市場爆發,用戶與低能耗藍牙設備通信有方便的圖形介面可用,支援低能耗藍牙的物聯網產品到2021年出貨量將接近14億件,複合年增長率(CAGR)達到34%。

低能耗藍牙必須保證高能效的工作模式,包括最常用的功耗極低的睡眠和待機模式,以最大限度延長電池續航時間。為提高廣播有效覆蓋率和連接可靠性,射頻性能也必須十分出色。意法半導體推出了新款BlueNRG-1可程式設計系統晶片,能夠滿足這些應用對射頻性能和功耗要求。

BlueNRG-1內部射頻收發器在應用設備常用模式下能效極其出色,例如,零售店導航收發器的常用模式是,設為短暫資料通信連接,向顧客智慧手機推送特價商品資訊。BlueNRG-1能夠在省電和工作兩種模式之間快速切換,將電池續航時間從幾個月延長至幾年。此外,射頻輸出功率提升到+8dBm,確保通信品質清晰可靠,取得最高能效,甚至在雜訊環境中表現同樣出色。

意法半導體模擬器件和MEMS事業群執行副總裁Benedetto Vigna解釋:“在零售業、互聯網家庭、汽車、工業、醫療或電子支付領域,許多新應用能否成功與用戶體驗好壞關係重大,因此,我們需要高能效的低能耗藍牙解決方案。對於物聯網設計人員,BlueNRG-1擊中了問題的要害:與現有解決方案相比,新產品是一個單片解決方案,既沒有超出技術要求,成本也不高,還能延長電池續航時間,提供優異的連接可靠性,擁有最佳的射頻性能。”

除高能效和低功耗外,BlueNRG-1還提供諸多增值特性,讓設計人員的工作生活更輕鬆。這些特性包括有助於簡化聲控設計的專用數位麥克風輸入和適用于智慧照明;汽車應用(例如,無鑰匙進入啟動或車載診斷裝置)的105°C最大工作溫度;支援最新的4.2版低能耗藍牙規範,確保應用設計可以使用先進的隱私和安全保護技術。

BlueNRG-1計畫在2016年7月底量產,採用兩種封裝方式。BlueNRG-132採用5mm x 5mm QFN-32封裝;BlueNRG-134採用2.7mm x 2.6mm WLCSP-34封裝,適用於空間有限的應用。

技術細節:

BlueNRG-1單核系統晶片的產品亮點是32MHz 32位ARM® Cortex®-M0內核和充足每毫瓦性能。160Kb片上快閃記憶體用於應用程式和資料存儲,還能升級ST低能耗藍牙固件棧。ST還 整合了經過市場檢驗的超低功耗設計,包括支持喚醒和睡眠快速轉換、絕無僅有的不足1µA的待機電流。

BlueNRG-1配備意法半導體的經過市場檢驗的低能耗藍牙固件棧,採用立即可用的程式庫檔案格式。創建時庫連結可去除固件棧中無用代碼,確保記憶體的使用效率。新產品還提供預認證的醫用設備、接近監視等類型藍牙應用規範,以及開發工具和支援iOS®和Android™應用開的技術文檔。

系統外設可簡化設計,節省外部器件。重要外設包括10位元類比/數位轉換器(ADC)、SPI和I2C主/從控制器、UART和多達15個使用者可配置I/O輸入輸出埠,具體埠數量取決於封裝類型。

BlueNRG-1可直接連接意法半導體通用的單片平衡不平衡轉換器(balun),在平衡的收發器信號與單端天線信號之間切換。作為空間利用率較高的QFN產品,平衡不平衡轉換器利用意法半導體的玻璃層上IPD製造工藝,單片集成9個無源器件,從而可以節省空間,簡化設計,加快產品研發週期,增強射頻性能。

採用BlueNRG-1的設計人員可以使用功能豐富的開發生態系統,包括有API的軟體發展工具(SDK)、感測器驅動軟體、常式等。認識到低功耗在低能耗藍牙應用中的重要性,意法半導體在生態系統中還提供一個電流評測工具,幫助評估變化因素對電流大小的影響,例如發射輸出功率、主/從睡眠時鐘精度、RAM內容保留、連接廣播或掃描間隔、資料長度和直流-直流轉換器啟動。



[1]來源: ABI Research, Wireless Connectivity in IoT, April 14, 2016