小尺寸低功耗 Dialog打造藍(lán)牙智能解決方案 - 全文

　　SmartBond? DA14580藍(lán)牙?智能解決方案

　　自2011年起，低功耗藍(lán)牙（BLE）被稱為藍(lán)牙智能（Bluetooth SMART）。它是一種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，瞄準(zhǔn)的是醫(yī)療、健身、安全和家庭娛樂領(lǐng)域的新型應(yīng)用。與“經(jīng)典的”藍(lán)牙相比，BLE旨在大幅降低功耗和成本，同時維持一個近似的傳輸距離。

　　BLE最初由諾基亞于2006年采用“Wibree”的名字推出，然后在2010年，當(dāng)藍(lán)牙核心規(guī)范4.0被采納時，被并入主要的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)中。

　　Dialog最新推出的SmartBond?片上系統(tǒng)（SoC）DA14580可為智能手機(jī)配件和計算機(jī)外設(shè)市場打造尺寸最小、功耗最低的藍(lán)牙?智能無線連接解決方案。它通過無線方式將鍵盤、鼠標(biāo)或遙控器連接至平板電腦、筆記本電腦或智能電視機(jī)，讓消費(fèi)者能夠使用智能手機(jī)和平板電腦上的各種創(chuàng)新應(yīng)用，與手表、護(hù)腕或智能標(biāo)簽建立連接，以便“自我監(jiān)測”他們的健康和健身情況，尋找丟失的鑰匙等等。Murata（村田）的采用DA14580的藍(lán)牙智能低功耗模塊將幫助原始設(shè)計制造商（ODM）縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，而且不需要他們精通BLE技術(shù)，或無需通過必要的無線技術(shù)認(rèn)證和審批。

　　與其它競爭解決方案不同，SmartBond是首款突破4.8mA無線收發(fā)電流極限的藍(lán)牙智能解決方案，能夠讓ODM將產(chǎn)品的電池續(xù)航時間延長一倍，或縮減所需電池的數(shù)量和大小。其獨(dú)特的低功率架構(gòu)僅消耗4.8 mA的無線收發(fā)電流，比市場上其它藍(lán)牙智能解決方案低50%。不僅如此，其深度睡眠模式的電流低于600 nA。

　　該款器件包含一個32位ARM? Cortex? M0內(nèi)核，并配備片上一次性可編程（OTP）內(nèi)存，因此，可提供卓越的設(shè)計靈活性，系統(tǒng)中無需外部處理器，同時降低系統(tǒng)的總成本。

　　此款新產(chǎn)品提供三種封裝尺寸，其中最小的封裝尺寸僅為2.5 X 2.5 X 0.5毫米，因此，可以讓設(shè)計人員在空間極為有限的無線配件中集成藍(lán)牙智能技術(shù)。由于該產(chǎn)品的運(yùn)行電壓低至此前不可能做到的0.9V，它允許計算機(jī)外設(shè)或智能電視機(jī)外設(shè)使用一塊而不是兩塊堿性電池或鎳錳電池。這為設(shè)計人員敞開了通向無數(shù)新的可能性的大門，讓他們能夠開發(fā)出超級緊湊和全新尺寸的產(chǎn)品，同時降低系統(tǒng)的總成本。

　　該產(chǎn)品配有一個片上電源管理模塊，其中包括一個DC-DC轉(zhuǎn)換器以及所需的所有LDO，從而將系統(tǒng)對外部組件的需求降至最低（僅需五個外部組件），因此也縮減了系統(tǒng)的總物料清單。借助其最先進(jìn)的電源管理電路，DA14580 SoC能夠控制芯片上的所有模塊，目的是確保只有需要的模塊才被打開，從而將功耗降至最低。

　　DA145080藍(lán)牙智能SoC針對多個市場而設(shè)計，其中包括 人機(jī)接口設(shè)備（HID）、可穿戴設(shè)備、遙控器、接近傳感器、室內(nèi)導(dǎo)航設(shè)備和智能電視機(jī)。無線鍵盤和鼠標(biāo)等HID 設(shè)備符合技術(shù)發(fā)展趨勢，無需令人生厭的線纜或USB收發(fā)器。主流的臺式計算機(jī)操作系統(tǒng)目前提供對藍(lán)牙智能技術(shù)的原生支持。例如，微軟在Windows 8中增加了對遵從HID 規(guī)范的低功耗藍(lán)牙智能技術(shù)的支持。

　　DA14580藍(lán)牙智能IC將能打造性能更高、功耗更低的智能手機(jī)和計算機(jī)配件，它們或者具備更長的電池續(xù)航時間，或者需要更少或更小的電池。這個市場必將迎來重大創(chuàng)新和高速增長。

　　市場上的確存在其它無線技術(shù)，如專有的ANT協(xié)議，后者由GPS設(shè)備制造商Garmin旗下的子公司Dynastream Innovations設(shè)計和銷售。 智能手機(jī)通常需要一個收發(fā)器（或USB棒）才能使用ANT協(xié)議。雖然當(dāng)今消費(fèi)電子設(shè)備中的多模通信芯片可能支持ANT，但大多數(shù)手機(jī)廠商并不傾向于采用該技術(shù)。

　　DECT ULE（超低功耗 DECT）—— Dialog提供的另一項技術(shù) —— 非常適合智能家庭網(wǎng)絡(luò)等需要更大功率和傳輸距離的應(yīng)用。盡管如此，在包括電視機(jī)遙控器以及無線鼠標(biāo)、鍵盤和配件等在內(nèi)的短距離點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用中，藍(lán)牙智能技術(shù)則更勝一籌，這在很大程度上要?dú)w功于藍(lán)牙智能技術(shù)在眾多消費(fèi)電子設(shè)備中的較高的普及率。

　　Dialog正利用其在智能手機(jī)及平板電腦電源管理以及智能家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的低功耗RF領(lǐng)域的專業(yè)知識，繼續(xù)增加產(chǎn)品種類，并借助DA14580解決方案，將這些能力運(yùn)用到互補(bǔ)、高增長和基于應(yīng)用的配件、計算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)外設(shè)市場中。

　　Dialog利用其在片上系統(tǒng)（SoC）電源管理和低功耗RF領(lǐng)域的技術(shù)實力，在DA14580中實現(xiàn)了同類產(chǎn)品中最低的功耗。在藍(lán)牙智能收發(fā)操作期間，當(dāng)電池電壓為3V時，DA14580的峰值電流僅為4.8mA，這相當(dāng)于12mW的功耗。目前沒有任何競品能夠接近這個值。因此，假設(shè)某個配件使用一顆 225mAh的紐扣電池每秒發(fā)送20字節(jié)的數(shù)據(jù)，電池巡航時間將能達(dá)到4年零5個月，而最接近的競品僅能達(dá)到2年。

　　Dialog采用WLCSP（晶圓級芯片尺寸封裝）設(shè)計該芯片，能夠讓ODM設(shè)計出全新尺寸的新產(chǎn)品。

　　對于一種以超低功耗為特點(diǎn)的技術(shù)而言，它可以與使用太陽能和動能為系統(tǒng)供電或為電池充電的能源采集設(shè)備配合工作。例如，藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)開始使用太陽能鍵盤中的能源采集設(shè)備。

　　藍(lán)牙智能技術(shù)必將快速普及。據(jù)IHS Inc.（NYSE：IHS）預(yù)測，到2016年年底，藍(lán)牙智能芯片的累計出貨量將突破3.5億件。我們正在目睹“量化自我”趨勢的大規(guī)模普及，即一場自我監(jiān)測健康數(shù)據(jù)的運(yùn)動的興起，人們在社交媒體網(wǎng)站上自動上報他們的跑步和騎行距離。

　　據(jù)ABI Research預(yù)測，到2017年，可穿戴式健身和醫(yī)療傳感器市場的規(guī)模將達(dá)到1.7億件。IHS Inc開展的一項調(diào)查顯示，在那些僅擁有一個運(yùn)動健身智能手機(jī)應(yīng)用的被調(diào)查者中，近十分之四（36%）的被調(diào)查者表示電池續(xù)航能力存在問題。使用支持藍(lán)牙智能技術(shù)的低功耗元件意味著，智能手機(jī)能夠更長時間地使用各類體征（如心率）監(jiān)測傳感器，并減少對電池巡航時間的不利影響。

　　IMS Research的調(diào)查顯示，約63%經(jīng)常鍛煉身體的人表示 ，他們愿意購買通過智能手機(jī)中的一個運(yùn)動健身應(yīng)用監(jiān)測體征的無線傳感器。在這些消費(fèi)者中，82%的人最多愿意花140美元購買此類傳感器，但他們只愿意花不超過3.2英鎊購買運(yùn)動健身應(yīng)用。對于移動設(shè)備廠商和ODM而言，這是一項巨大的額外收入。

　　DA14580是一款極具價格競爭力的產(chǎn)品，Dialog認(rèn)為它將在一個高增長的大眾市場中獲得很大的份額。不過，目前我們暫不能透露它的預(yù)期收益或價格。據(jù)IMS Research統(tǒng)計，智能手機(jī)中的藍(lán)牙智能配售率已接近100%，而且該技術(shù)已被大量的消費(fèi)電器設(shè)備采用。IMS預(yù)測，藍(lán)牙智能技術(shù)將在5到7年內(nèi)在汽車上得到普及。能夠接收和使用來自智能設(shè)備的信息的節(jié)點(diǎn)設(shè)備被稱為“Bluetooth Smart Ready”。它們能夠接收符合低功耗藍(lán)牙規(guī)范的設(shè)備所發(fā)送的數(shù)據(jù)。

　　DA14580將能在其中發(fā)揮重要使能作用的藍(lán)牙智能應(yīng)用

　　可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)和平板電腦的運(yùn)動健身應(yīng)用正越來越地被用于“自我監(jiān)測”心率、血壓、血糖水平、卡路里攝入量、體重與體質(zhì)和睡眠模式，以及走路、跑步和騎車運(yùn)動。這能夠讓人們更有效地“自我管理”各類慢性?。ㄈ缣悄虿』蚋吣懝檀迹＝∩砼浼梢酝ㄟ^一個智能手機(jī)或平板電腦應(yīng)用，實時提供各類視覺和聽覺反饋信息，以及有關(guān)高爾夫揮桿、劃槳技術(shù)或踏頻的指導(dǎo)建議，從而讓消費(fèi)者能夠最大程度提高鍛煉效率，并準(zhǔn)確跟蹤他們實現(xiàn)目標(biāo)的進(jìn)度。接近傳感器和室內(nèi)導(dǎo)航標(biāo)簽包含一對已預(yù)先配對的標(biāo)簽，消費(fèi)者只需按一個鍵，它們就能找到對方，其中一個標(biāo)簽附著在您的鑰匙、手機(jī)或遙控器上。這些標(biāo)簽還可用于購物中心的商店或機(jī)場的便民設(shè)施，以便讓消費(fèi)者更容易通過應(yīng)用找到他們想要去的地方。

　　此外，一種智能電視機(jī)遙控器已經(jīng)上市。這種遙控器配備一個觸摸屏控制器或Qwerty 鍵盤，外加語音識別功能，目的是借助全新的計算機(jī)/電視機(jī)混合物增強(qiáng)用戶體驗。使用紅外遙控器很難操控智能電視機(jī)。藍(lán)牙智能技術(shù)可為消費(fèi)者提供一種用戶友好型的低時延、雙向通信方式。當(dāng)消費(fèi)者放下它們時，藍(lán)牙智能控制器將通過進(jìn)入深度睡眠模式節(jié)省電能，而且能夠在幾毫秒內(nèi)從睡眠模式醒來，從用戶的角度而言可謂瞬間喚醒。

　　運(yùn)動健身配件

　　基于應(yīng)用的配件可以計算出用戶的速度、距離和高度、鍛煉和恢復(fù)時的心率、路線信息和旅程圖。用戶可以在跑步時使用它設(shè)定鍛煉目標(biāo)，并上傳在線運(yùn)動筆記，用于分析和訓(xùn)練目的，或與好友分享這些信息。

　　自行車的功率計和踏頻計

　　這些配件可以使用一個智能手機(jī)應(yīng)用計算出騎車的速度和踏頻、有效扭矩和平順度，測量自行車車輪和踏板的轉(zhuǎn)速，以便根據(jù)車輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)計算出踏速、速度、距離、心率等反饋信息。它們甚至可以測量騎車者的輸出功率。這是最大攝氧量的一個良好指標(biāo)，即以每公斤體重為單位，鍛煉者可以攝入多少氧氣。這個指標(biāo)與健康水平密切相關(guān)。

　　智能眼鏡

　　各種跑步、騎車和滑雪用眼鏡和護(hù)目鏡已經(jīng)開始上市，它們可以為鍛煉者連續(xù)不斷地提供所需信息，無需鍛煉者將視線從前方的道路或滑道上移開。一塊LCD顯示屏被集成到眼鏡中，其上可以顯示平均速度、心率、踏頻、所消耗的熱量、指導(dǎo)建議、好友在滑道或路上的位置等各種訓(xùn)練數(shù)據(jù)。目前有很多人采用一種區(qū)間訓(xùn)練法，在他們的工作場所鍛煉，目的是維持他們在智能手機(jī)或運(yùn)動手表上設(shè)定的心率。

　　自我監(jiān)測型醫(yī)療配件

　　醫(yī)療配件測量患者每天的健康、飲食、效率、壓力和睡眠活動參數(shù)。它們包括智能體重計、血壓計、血糖檢測儀和最大呼氣流量計，用于管理糖尿病、高膽固醇、高血壓或慢性阻塞性肺病（COPD）等慢性疾病。

　　例如，兼容現(xiàn)有體重跟蹤應(yīng)用的數(shù)字體重計已開始上市。它存儲用戶的體重和BMI 數(shù)據(jù)；當(dāng)用戶啟動智能手機(jī)應(yīng)用時，可以顯示趨勢數(shù)據(jù)和預(yù)定目標(biāo)之間的關(guān)系。

　　近距離傳感器和室內(nèi)導(dǎo)航配件

　　智能手表

　　無論你多么頻繁地更改時區(qū)，或忘記了在秋季或春季將時間向前或向后調(diào)整，智能手表都能夠自動同步當(dāng)?shù)厝掌诤蜁r間。用戶甚至能夠從各種不同的設(shè)計中選擇他們喜愛的手表界面。除了同步時間之外，智能手表還能讓用戶預(yù)覽電子郵件和文本，查看匯率、天氣預(yù)報或簡單的地圖，使用計算器，購買物品并獲取購物積分。運(yùn)動版智能手表也將問世，其中包括心率、距離和速度計。

　　室內(nèi)導(dǎo)航

　　附著在某個地標(biāo)上的有源標(biāo)簽可用于實現(xiàn)基于智能手機(jī)應(yīng)用的室內(nèi)導(dǎo)航。它們能幫助消費(fèi)者在購物中心或機(jī)場內(nèi)導(dǎo)航，并出示他們所購產(chǎn)品的個性化優(yōu)惠券。

　　資產(chǎn)跟蹤器

　　資產(chǎn)跟蹤是另一種快速增長的應(yīng)用。它可以包含一對已預(yù)先配對的標(biāo)簽，消費(fèi)者只需按一個鍵，它們就能找到對方，其中一個標(biāo)簽附著在您的鑰匙、手機(jī)或遙控器上。該技術(shù)還可以在倉庫中得到運(yùn)用。它的定位精度目前為1米，但稍加改動，可以降至20厘米。

　　智能電視機(jī)遙控器

　　設(shè)計人員可以開發(fā)這樣一個無線遙控器：它配備一個Qwerty 鍵盤、觸摸屏控制器或語音識別功能，可讓用戶更加方便地與智能電視機(jī)和電子節(jié)目指南（EPG）進(jìn)行交互——全新的計算機(jī)/電視機(jī)混合物。智能電視機(jī)目前可讓用戶訪問互動內(nèi)容、互聯(lián)網(wǎng)電視、視頻游戲和視頻點(diǎn)播節(jié)目，并將成為用戶與智能家庭和個人局域網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行交互、上網(wǎng)瀏覽和網(wǎng)上購物的中心。

　　最后，在很多情況下，消費(fèi)者無需在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布任何信息，也能進(jìn)行基于智能手機(jī)應(yīng)用的活動。藍(lán)牙智能技術(shù)將極大促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以超低的功耗實現(xiàn)可靠安全的點(diǎn)對點(diǎn)連接和極長的電池續(xù)航時間。DA14580將是推動這個新興的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)向前發(fā)展的關(guān)鍵引擎之一。