DA1469x如何用Arm Cortex M0來管理藍(lán)牙通信？

可穿戴的產(chǎn)品的主要矛盾，就是日益增長的功能需求與極其有限的電池容量之間的矛盾。

主流智能手表電池容量不超過500毫安時(shí)，主流手環(huán)電池容量則更只有100毫安時(shí)左右，與表計(jì)類等固定的物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)相比，可穿戴產(chǎn)品喚醒時(shí)間卻有數(shù)量級(jí)的差異。

因此，待機(jī)時(shí)間短、功能少、測不準(zhǔn)（為省電導(dǎo)致性能下降）等用戶困擾通常都會(huì)最終關(guān)聯(lián)到功耗與電池容量的矛盾，在電池技術(shù)沒有突破之前，工程師只能在降功耗上動(dòng)腦筋，降功耗的前提是有一款對可穿戴應(yīng)用電源策略考慮完整的芯片。

省電“狠角色”

DA1469x藍(lán)牙低功耗系列SoC就是一款這樣的芯片。2月26日，Dialog半導(dǎo)體公司在北京宣布推出SmartBond? DA1469x，該系列芯片在低功耗設(shè)計(jì)上多管齊下，竭力挖掘系統(tǒng)潛力，塑造Smart Bond系列產(chǎn)品在省電上的“狠角色”人設(shè)。

Dialog半導(dǎo)體公司低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān)Mark de Clercq

其省電策略可總結(jié)為三條：第一，多核多電源域，對系統(tǒng)模塊電源做精細(xì)化管理；第二，按需調(diào)節(jié)電壓與頻率，靈活匹配應(yīng)用場景；第三，加大集成度，減少板級(jí)占用面積以為電池留空間。

DA1469x采用三個(gè)核來應(yīng)對不同的應(yīng)用。傳感器監(jiān)控喚醒頻率最高，任務(wù)相對簡單，因此DA1469x用一個(gè)定制的極低功耗可編程微型DSP來管理傳感器數(shù)據(jù)采集工作；藍(lán)牙通信的喚醒頻率次之，但任務(wù)相對傳感器管理復(fù)雜，DA1469x用Arm Cortex M0來管理藍(lán)牙通信；最后，DA1469x把喚醒少但需要大計(jì)算量的復(fù)雜應(yīng)用和算法處理交給Arm Cortex M33。

DA1469x共有7個(gè)獨(dú)立電源域，分為系統(tǒng)電源域、RAM電源域、射頻電源域、通信電源域、外設(shè)電源域、計(jì)時(shí)器電源域，以及持續(xù)供電域。

此外，該系列芯片在系統(tǒng)層面還有四種電源模式（工作模式與三種休眠模式），工程師還可以根據(jù)需要配置電壓和頻率，以適應(yīng)不同的場景需求。例如Cortex M33核既可以在1.2V供電時(shí)全速運(yùn)行在96MHz頻率，也可以在0.9V供電時(shí)用最低32KHz頻率工作（僅計(jì)時(shí)等少數(shù)功能運(yùn)行）。

利用DA1469x提供的數(shù)量眾多的電源配置選項(xiàng)，經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師必定能夠在省電上作出更多創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)“納安級(jí)功率控制”。

DA1469x的中高配版本將可穿戴產(chǎn)品所需的多數(shù)功能集成到一顆芯片里，不僅避免了板級(jí)設(shè)計(jì)不佳導(dǎo)致的漏電增加，還減少了PCB面積，為可穿戴產(chǎn)品增加電池容量帶來可能。

DA14697可單芯片實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)手表；而DA14699集成了PMIC、充電器模塊、電平轉(zhuǎn)換器、LRA驅(qū)動(dòng)器、并行接口驅(qū)動(dòng)等模塊，根據(jù)Dialog的數(shù)據(jù)，最多可節(jié)省38平方毫米的PCB面積，對寸土寸金的可穿戴產(chǎn)品PCB而言，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)很驚人。

Dialog半導(dǎo)體公司低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān)Mark de Clercq表示，綜合多項(xiàng)省電技術(shù)，在類似應(yīng)用場景，DA1469x系列產(chǎn)品的電池續(xù)航能力預(yù)計(jì)可以比前代產(chǎn)品功增加一倍。

精準(zhǔn)度提升

DA1469x支持最新藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)5.1，并根據(jù)客戶需求作出特色優(yōu)化，比如BLE支持高保真立體聲。在各種無線標(biāo)準(zhǔn)中，藍(lán)牙以功耗低而聞名，尤其是低功耗藍(lán)牙技術(shù)（BLE），但由于強(qiáng)調(diào)低功耗，傳統(tǒng)BLE技術(shù)帶寬小，不適合數(shù)據(jù)吞吐量較大的應(yīng)用，并不支持高保真立體聲效果。傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案一般結(jié)合使用經(jīng)典藍(lán)牙和BLE技術(shù)，來進(jìn)行左右聲道之間的音頻分配，但這種實(shí)現(xiàn)方案的弊端是功耗較高，續(xù)航能力欠佳。

Mark表示，DA1469x是業(yè)內(nèi)首款采用低功耗藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高保真立體聲方案。它以BLE技術(shù)的功耗實(shí)現(xiàn)左右聲道音頻同步（時(shí)延約為1毫秒），這將讓工程師在藍(lán)牙耳機(jī)音質(zhì)與功耗的博弈中更容易找到平衡點(diǎn)。

藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn)新增測向功能，設(shè)備可以通過探測藍(lán)牙信號(hào)方向來進(jìn)行定位。一種稱為到達(dá)角（Angle of Arrival）測量法，其原理是計(jì)算發(fā)射端相對于接收端的位置，用不同的天線接收同一個(gè)藍(lán)牙發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)，然后通過檢測相位差來確定信號(hào)方向，從而進(jìn)行定位。另一種被稱為離開角（Angle of Departure），其原理與AOA類似。

Dialog提供的AoA演示方案

一般室內(nèi)定位方法只能實(shí)現(xiàn)米級(jí)定位，而藍(lán)牙AOA與AOD方法可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精確定位，可用于室內(nèi)定位、物品追蹤、門禁與無鑰開鎖等應(yīng)用。Mark指出，目前AOA定位提供兩種方法，一種是廣播式方法，設(shè)備無需配對即可以進(jìn)行定位；另外一種則是點(diǎn)對點(diǎn)，需要配對成功以后才能進(jìn)行定位，后一種方法更適于對安全要求較高的場景。

穩(wěn)定的平臺(tái)

DA1469x信號(hào)覆蓋范圍也有增強(qiáng)，約為前代產(chǎn)品的兩倍。對于功耗不太敏感的應(yīng)用，增強(qiáng)發(fā)射功率，有助于加大覆蓋范圍，提升通信的穩(wěn)定性與可靠性，DA1469x發(fā)射功率高達(dá)+6dBm，調(diào)節(jié)步長為0.8 dBm接收靈敏度為-97dBm。Mark稱之為“經(jīng)得起未來考驗(yàn)的”藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

Dialog藍(lán)牙性能出色

DA1469x在安全上也很有特色。Cortex M33內(nèi)置了很多安全機(jī)制，包括IP保護(hù)機(jī)制、密鑰防攻擊機(jī)制以及低功耗機(jī)密機(jī)制，確保用戶的數(shù)據(jù)安全。DA1469x還引入專用藍(lán)牙鏈路加密引擎，以保證系統(tǒng)在對外通信時(shí)的安全。雖然需要外部閃存，但DA1469x與外部存儲(chǔ)器之間傳送的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)加密數(shù)據(jù)，可以有效防范數(shù)據(jù)被竊取的風(fēng)險(xiǎn)。

DA1469x支持的系統(tǒng)連接技術(shù)都很成熟。數(shù)字接口方面，支持I2C、SPI、UART和USB，而模擬接口方面則分別支持SAR與SD模式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。配上完整易用的軟件與開發(fā)環(huán)境，Dialog為用戶提供了穩(wěn)定可靠的技術(shù)支持與服務(wù)。

藍(lán)牙大市場

Dialog公司根據(jù)IHS提供的數(shù)據(jù)推測，低功耗藍(lán)牙技術(shù)近年來年復(fù)合增長率渴望保持在17%左右，發(fā)展極為迅猛。而其中智能家電（包括人機(jī)接口設(shè)備HID）、可穿戴與接近感應(yīng)等是BLE的前三大應(yīng)用市場，而Dialog在可穿戴、接近感應(yīng)與HID上都有出色表現(xiàn)。

Dialog藍(lán)牙產(chǎn)品一直以集成度高、性能好、易于開發(fā)使用而聞名，DA1469x的推出，將強(qiáng)化Dialog在可穿戴市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，并幫助工程師在藍(lán)牙技術(shù)上實(shí)現(xiàn)更多創(chuàng)新。