- 超低功耗RF設(shè)計要點(diǎn)注意

　　針對這種應(yīng)用，最佳方案是一顆系統(tǒng)單晶片（SoC），它在單顆晶片上整合了無線電、工廠提供的協(xié)議和應(yīng)用處理器。而極大的應(yīng)用量則抵銷了廠商投注的高昂NRE成本。此外，供應(yīng)商還能最佳化軟硬體性能，以滿足目標(biāo)應(yīng)用需求。

　　對滑鼠製造商來說，他們毋須浪費(fèi)時間和金錢開發(fā)、選擇或購買外部處理器和相關(guān)的開發(fā)工具套件，以及撰寫程式碼。收發(fā)器供應(yīng)商在開發(fā)SoC時便已完成一部份工作了。

　　以Nordic公司的nRF24LE1 SoC為例，該元件瞄準(zhǔn)桌上型週邊市場，內(nèi)含Nordic公司的nRF24L01 + 2.4GHz超低功耗收發(fā)器、用于快閃記憶體或一次可編程（OTP）記憶體中的Gazell軟體協(xié)議堆疊、增強(qiáng)型8位元微控制器。這種單晶片元件尺寸僅5x5毫米，可應(yīng)用在小型無線滑鼠設(shè)計中。

　　另一款nRF24LU1+晶片組則整合了Nordic nRF24L01+收發(fā)器、USB 2.0相容設(shè)備控制器，、快閃記憶體（或OTP）和一個8位元微控制器，可插入主PC的USB埠提供無線鏈接。nRF24LU1+能讓PC週邊製造商開發(fā)出微型USB dongle設(shè)備（圖1）。

　　圖1：nRF24LU1+能讓PC週邊製造商開發(fā)出微型USB dongle。

      單晶片連接
　　SoC為量產(chǎn)型應(yīng)用提供許多優(yōu)勢，但它仍有一些缺點(diǎn)，如高整合SoC的尺寸和成本可能會增加。一顆無線SoC中通常包含一個微控制器，但在許多應(yīng)用中，都已經(jīng)採用微控制器來控制無線應(yīng)用。

　　此外，一些工程師可能會自行選擇微處理器，因此，一些工程師可能會購買價格更低、沒有板載微處理器的收發(fā)器。

　　以一個無線自行車電腦為例，它整合了用于監(jiān)控心律、速度或距離的各式感測器，另外還有許多各式各樣的感測元件、功率計等，讓自行車電腦的組成更加復(fù)雜，因此，這類應(yīng)用通常都已具備可用于監(jiān)控和無線功能的處理器，它們不需要再使用附加嵌入式處理器的無線晶片（圖2）。

　　圖2：Nordic的專用ULP收發(fā)器nRF24AP2，可為自行車單增加無線連接功能。（圖片來源：Suunto）

　　為此，Nordic與合作伙伴ANT Wireless一直致力為自行車開發(fā)適用的無線連接方案。

　　Nordic針對這類應(yīng)用所開發(fā)的nRF24AP2在單晶片中整合了一個2.4GHz ULP收發(fā)器、ANT無線協(xié)議，以及微控制器/處理器介面。這款方案并未包含應(yīng)用處理器，從而節(jié)省成本、功耗并減小尺寸。在實(shí)際使用時，nRF24AP2可無縫連接自行車電腦內(nèi)的應(yīng)用處理器，讓應(yīng)用處理器能監(jiān)控設(shè)備的無線連接情況。Nordic將這種方法稱之為‘單晶片連接’。
互通性需求

　　從技術(shù)角度來看，採用專用無線連接方案的好處遠(yuǎn)勝過採用ZigBee或藍(lán)牙，因?yàn)檠u造商能最佳化協(xié)議，而且不會有其他的額外開銷，從而確保更低的功耗和成本。但缺點(diǎn)是缺乏互通性。

　　OEM需要能與其他晶片製造商互通的解決方案。目前通常是由業(yè)界廠商組成的聯(lián)盟，如ZigBee聯(lián)盟，或是像IEEE這類標(biāo)準(zhǔn)組織，以及藍(lán)牙SIG等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會負(fù)責(zé)制定這些互通性標(biāo)準(zhǔn)?；旧?，這些產(chǎn)品都必須經(jīng)過測試，以獲得特定標(biāo)準(zhǔn)的互通性認(rèn)證。

　　雖然要製造符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，就必須花費(fèi)時間進(jìn)行測試及獲得認(rèn)證，同時會增加產(chǎn)品開發(fā)成本，但可互通的解決方案往往可刺激市場成長。

　　上述的ANT+技術(shù)是可互通ULP無線技術(shù)的其中一個例子。事實(shí)上，ANT是由超過220家公司所組成的監(jiān)盟，并已被自行車領(lǐng)域的主要製造商如Garmin和Trek等公司採用，成為實(shí)質(zhì)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，除了Nordic以外，也有其他半導(dǎo)體業(yè)者開始供應(yīng)ANT晶片。然而，迄今在短距無線領(lǐng)域中，藍(lán)牙仍然是最成功的一項(xiàng)無線技術(shù)。

　　藍(lán)牙向低功耗領(lǐng)域擴(kuò)展

　　藍(lán)牙最新的低功耗版本能運(yùn)用在採用扭扣型電池供電的設(shè)備中。Nordic因應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)推出的方案是μBlue系列，首款產(chǎn)品nRF8001在一顆5x5mm QFN封裝的32接腳元件中整合了完整的嵌入式無線電、鏈路控制器以及主控端子系統(tǒng)，可用在手錶、感測器和遙控等應(yīng)用中?？ㄎ鳉W的G-SHOCK藍(lán)牙低功耗手表便採用了該晶片。

　　這款手錶是首個採用藍(lán)牙低功耗的商用化產(chǎn)品，它能夠連接智慧手機(jī)校正時間，其他功能還包括來電、電子郵件、簡訊等提醒等。

　　藍(lán)牙SIG表示，未來藍(lán)牙低功耗將延伸到更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中，包括個人化使用者介面（PUID）、遙控、近接警報、電池狀態(tài)警示和心律監(jiān)控等。