新的藍(lán)牙低功耗系統(tǒng)單芯片

物聯(lián)網(wǎng)的迅猛演進(jìn)促進(jìn)無線互聯(lián)設(shè)備的興起，包括移動醫(yī)療如助聽器、植體，工業(yè)應(yīng)用如智能樓宇、安防監(jiān)控，汽車市場如先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、傳感器、V2X，無線應(yīng)用如智能手機(jī)、無線充電、可穿戴電子產(chǎn)品等，都產(chǎn)生巨大的無線互聯(lián)需求。廠商要在競爭激勵的市場處于優(yōu)勢地位，必須使他們的無線互聯(lián)產(chǎn)品具備低功耗等關(guān)鍵特性。

安森美半導(dǎo)體在醫(yī)療和無線市場具備多年的經(jīng)驗和專長，將在超低功耗、微型化封裝等方面的技術(shù)和封裝優(yōu)勢，應(yīng)用到可穿戴、消費電子及物聯(lián)網(wǎng)等市場，推出了藍(lán)牙低功耗(BLE)系統(tǒng)單芯片(SoC) RSL10，為無線互聯(lián)應(yīng)用的功耗設(shè)立了新的基準(zhǔn)。

RSL10：超低功耗、高度靈活、支持藍(lán)牙多協(xié)議、超微型

RSL10利用安森美半導(dǎo)體針對助聽器開發(fā)的超低功耗技術(shù)，提供行業(yè)最低的動態(tài)和深度睡眠模式功耗，高度靈活，支持1.1 V至3.3 V的電壓范圍，固件可在線更新，支持2.4 GHz藍(lán)牙多協(xié)議，先進(jìn)的封裝技術(shù)實現(xiàn)最小的外形，并提供WLCSP、QFN等多種封裝選擇，可設(shè)計到專用集成電路(ASIC)中或定制模塊中以增強微型化和集成度的優(yōu)勢。

RSL10的關(guān)鍵技術(shù)特性1、功耗

RSL10在深度睡眠模式下、電壓1.25 V時消耗的電流為50 nA，在0 dBm時的傳輸(Tx)和接收(Rx)峰值分別為8.9 mA和5.6 mA。

2、性能

RSL10的Rx靈敏度達(dá)到-94 dBm，采用384 kB閃存，雙核處理器(ARM? Cortex?-M3處理器、32位Dual-Harvard數(shù)字信號處理DSP系統(tǒng))，適用于各種不同傳感器的GPIO、LSAD、I2C、SPI、PCM等模擬和數(shù)字接口，用戶可根據(jù)需要進(jìn)行編程。

3、超微型

RSL10采用55 nm技術(shù)，其WLCSP封裝版本僅5.5平方毫米。

RSL10支持藍(lán)牙低功耗技術(shù)及多協(xié)議

藍(lán)牙低功耗技術(shù)用以實現(xiàn)盡可能低功耗的短距離通信，工作在2.4 GHz ISM頻段，目前藍(lán)牙5的傳輸速度達(dá)到2 Mbps。相對于標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙，藍(lán)牙低功耗優(yōu)化用于長期傳輸短脈沖數(shù)據(jù)，且易于實施，因為智能手機(jī)中已內(nèi)置藍(lán)牙低功耗功能。此外，藍(lán)牙低功耗還支持多協(xié)議，如定制或?qū)Ｓ袇f(xié)議、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)等。

藍(lán)牙低功耗基帶是由硬件和軟件組成的混合方案，RSL10是完全托管的單芯片系統(tǒng)。其中硬件包括射頻前端(RFFE)和基帶，RFFE基于2.4 GHz RF收發(fā)器，實施藍(lán)牙低功耗物理層、專有或定制協(xié)議，基帶通過藍(lán)牙5認(rèn)證，包括支持2 Mbps 射頻鏈和定制協(xié)議。軟件棧包括電池、心率、健康體溫計等功能配置文件和GAP、GATT、SMP、ATT、L2CAP、鏈路層等服務(wù)，如圖1所示。RSL10支持的藍(lán)牙配置文件如心率、距離、健康體溫表、時間、血壓、血糖監(jiān)測、HID over GATT (HOG)、告警提醒、運行速度、位置和導(dǎo)航、由Alliance定義的無線充電定制協(xié)議Rezence等等。

圖1：RSL10是完全托管的單芯片系統(tǒng)

基帶控制器是連接到物理層的接口， 32位雙Harvard核LPDSP32是支持密集型信號處理如音頻編解碼器的處理器，ARM?Cortex?-M3是用于執(zhí)行藍(lán)牙低功耗棧和用戶應(yīng)用的處理器，用戶可編程，時鐘速度達(dá)48 MHz，LSAD是用于連接到傳感器以形成單芯片系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器。RSL10通過了藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)的藍(lán)牙5認(rèn)證，包括36個配置文件和服務(wù)，并符合美國的FCC和歐洲的ETSI無線規(guī)范，如輻射和傳導(dǎo)功率、電磁干擾(EMI)等標(biāo)準(zhǔn)。

圖2：RSL10

RSL10支持當(dāng)有新版本可用時的固件在線更新(FOTA)，通過片上閃存進(jìn)行適配，有可用的示例代碼用于外圍器件和中央PC，可含于任何用戶應(yīng)用程序以添加FOTA能力。

藍(lán)牙低功耗技術(shù)編程模型

應(yīng)用方面，包括BLE和非BLE代碼。對于BLE代碼，應(yīng)用將向配置文件提供數(shù)據(jù)或從配置文件接收數(shù)據(jù)。功能配置文件如電池、心率、健康體溫計等確保設(shè)備間的互通性。建議使用所有藍(lán)牙SIG配置文件以確保與其它BLE設(shè)備的互通性。服務(wù)如GAP、GATT、SMP、ATT、L2CAP、鏈路層等具有一定的特征。本質(zhì)上一個配置文件將向一系列服務(wù)功能報告數(shù)據(jù)，這些服務(wù)功能然后將格式化數(shù)據(jù)、安排傳輸?shù)轿锢韺踊驈奈锢韺咏邮铡?/p>

以心率監(jiān)測器為例，圖3詮釋了心率測量值如何通過BLE傳輸至手機(jī)App并顯示出來。心率監(jiān)測配置文件本質(zhì)上是一個應(yīng)用，接口到您提供或接收的數(shù)據(jù)。一個關(guān)鍵值是“心率測量值”。這是一個包含測量的每分鐘心跳(BPM)的心率值。

圖3：心率監(jiān)測器示例

安森美半導(dǎo)體提供完整的RSL10開發(fā)平臺

為加速客戶設(shè)計及產(chǎn)品上市進(jìn)程，安森美半導(dǎo)體提供完整的RSL10開發(fā)平臺，包括：

1、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)：包括藍(lán)牙協(xié)議棧、示例代碼、庫、技術(shù)文檔、ARM Cortex-M3處理器開發(fā)(GNU toolchain)、采用C語言開發(fā)工具包(CDT)的Eclipse等。

2、開發(fā)硬件：包括開發(fā)板，并將于2017年第3季度提供USBDongle。

3、LPDSP32開發(fā)工具：根據(jù)要求提供支持。

總結(jié)

RSL10是高度靈活的、超微型的多協(xié)議藍(lán)牙5無線認(rèn)證的系統(tǒng)單芯片(SoC)，支持更快的無線連接，為物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)的健康與保健等無線互聯(lián)應(yīng)用提供業(yè)界最低功耗，最大限度地延長電池使用時間，微型化封裝可實現(xiàn)更小、更輕的設(shè)計。安森美半導(dǎo)體還提供完整的RSL10開發(fā)平臺，幫助設(shè)計人員加快設(shè)計進(jìn)程，在市場競爭中取勝。