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低功耗蓝牙芯片是发展物联网的核心任务

2020-07-22 14:16 深圳市英尚微电子有限公司

导读:物联网、工业4.0、AI、智能驾驶等新兴应用对MCU提出了更多新的要求,包括处理能力提升、数据采集速度与精度、通信协议接口、可靠性和稳定性等,相应地需要高性能、低功耗、高可靠性、超大容量Flash和ram,支持多种网络接口、无线技术和OTA(空中升级),以及严格的功能安全和网络安全。

低功耗蓝牙芯片作为消费电子市场中廉价的通用无线技术,由于大量智能手机市场的生态完善,成为渗透率最高的无线技术。预测到2022年,97%出货的蓝牙芯片将会采用低功耗蓝牙技术。仅去年的蓝牙点对点数据传输设备出货量就将超过5.5亿件。

同时物联网、工业4.0、AI、智能驾驶等新兴应用对MCU提出了更多新的要求,包括处理能力提升、数据采集速度与精度、通信协议接口、可靠性和稳定性等,相应地需要高性能、低功耗、高可靠性、超大容量Flash和ram,支持多种网络接口、无线技术和OTA(空中升级),以及严格的功能安全和网络安全。这些新技术将引领新一代MCU的技术升级。“随着无线技术的成熟,无线功能作为MCU的标准外设迟早都要到来。

以低功耗蓝牙芯片技术作为通用无线技术来连接不同MCU物联网平台并面向应用时,面临许多问题:如何配置芯片的硬件资源,支持不同的应用需求;如何在芯片复杂性增加的前提下,依然保持高可靠低成本特性;如何提高无线应用的可靠、易用的开发工具等。

低功耗蓝牙具有几个方面优势:

1、距离:调制指数的增加使低功耗蓝牙的最大距离达到100米以上。

2、数据传输:低功耗蓝牙支持以1Mbps速度传输的极小数据包(8个八位字节到27个八位字节)。所有连接使用高级低耗电监听模式,从而实现超低工作周期,将功耗降至最低。

3、强大的网络安全性:使用CCM的完整AES-128加密技术提供强大的数据包加密与验证,确保通信的安全。

4、时延:低功耗蓝牙支持3毫秒内的连接设置与数据传输。因此在短时突发通信中,应用可以在数毫秒内建立连接并且传输经过验证的数据,然后迅速断开连接。

5、稳定性:低功耗蓝牙在所有数据包上使用强大的24位CRC保证最佳的抗干扰能力。

6、拓扑结构:BLE在从属设备的每个数据包上使用32位访问地址,从而可以连接数十亿台设备。这一技术专为一对一连接而优化,同时在一对多连接时将使用星型拓扑结构。

7、跳频:低功耗蓝牙使用蓝牙技术通用的自适应跳频技术将2.4千兆赫ISM频带内的其他技术干扰减至最小。高效的多路径优势增加了链路预算和有效的运行范围,同时也优化了功耗。