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DA1469x如何用Arm Cortex M0来管理蓝牙通信?

2019-09-30 09:15 次阅读

可穿戴的产品的主要矛盾,就是日益增长的功能需求与极其有限的电池容量之间的矛盾。

主流智能手表电池容量不超过500毫安时,主流手环电池容量则更只有100毫安时左右,与表计类等固定的物联网终端节点相比,可穿戴产品唤醒时间却有数量级的差异。

江苏快3平台 因此,待机时间短、功能少、测不准(为省电导致性能下降)等用户困扰通常都会最终关联到功耗与电池容量的矛盾,在电池技术没有突破之前,工程师只能在降功耗上动脑筋,降功耗的前提是有一款对可穿戴应用电源策略考虑完整的芯片。

省电“狠角色”

DA1469x蓝牙低功耗系列SoC就是一款这样的芯片。2月26日,Dialog半导体公司在北京宣布推出SmartBond™ DA1469x,该系列芯片在低功耗设计上多管齐下,竭力挖掘系统潜力,塑造Smart Bond系列产品在省电上的“狠角色”人设。

江苏快3平台 Dialog半导体公司低功耗连接业务部总监Mark de Clercq

其省电策略可总结为三条:第一,多核多电源域,对系统模块电源做精细化管理;第二,按需调节电压与频率,灵活匹配应用场景;第三,加大集成度,减少板级占用面积以为电池留空间。

DA1469x采用三个核来应对不同的应用。传感器唤醒频率最高,任务相对简单,因此DA1469x用一个定制的极低功耗可编程微型DSP来管理传感器工作;蓝牙通信的唤醒频率次之,但任务相对传感器管理复杂,DA1469x用Arm江苏快3平台 Cortex M0来管理蓝牙通信;最后,DA1469x把唤醒少但需要大计算量的复杂应用和算法处理交给Arm Cortex M33。

DA1469x共有7个独立电源域,分为系统电源域、RAM江苏快3平台电源域、电源域、通信电源域、外设电源域、器电源域,以及持续供电域。

江苏快3平台 此外,该系列芯片在系统层面还有四种电源模式(工作模式与三种休眠模式),工程师还可以根据需要配置电压和频率,以适应不同的场景需求。例如Cortex M33核既可以在1.2V供电时全速运行在96MHz频率,也可以在0.9V供电时用最低32KHz频率工作(仅计时等少数功能运行)。

利用DA1469x提供的数量众多的电源配置选项,经验丰富的工程师必定能够在省电上作出更多创新,从而实现“纳安级功率控制”。

江苏快3平台 DA1469x的中高配版本将可穿戴产品所需的多数功能集成到一颗芯片里,不仅避免了板级设计不佳导致的漏电增加,还减少了面积,为可穿戴产品增加电池容量带来可能。

DA14697可单芯片实现联网手表;而DA14699集成了、充电器模块、电平转换器、LRA驱动器、并行驱动等模块,根据Dialog的数据,最多可节省38平方毫米的PCB面积,对寸土寸金的可穿戴产品PCB而言,这个数字已经很惊人。

Dialog半导体公司低功耗连接业务部总监Mark de Clercq表示,综合多项省电技术,在类似应用场景,DA1469x系列产品的电池续航能力预计可以比前代产品功增加一倍。

精准度提升

DA1469x支持最新蓝牙标准5.1,并根据客户需求作出特色优化,比如BLE支持高保真立体声。在各种无线标准中,蓝牙以功耗低而闻名,尤其是低功耗蓝牙技术(BLE),但由于强调低功耗,传统BLE技术带宽小,不适合数据吞吐量较大的应用,并不支持高保真立体声效果。传统实现方案一般结合使用经典蓝牙和BLE技术,来进行左右声道之间的分配,但这种实现方案的弊端是功耗较高,续航能力欠佳。

Mark表示,DA1469x是业内首款采用低功耗蓝牙技术实现的高保真立体声方案。它以BLE技术的功耗实现左右声道音频同步(时延约为1毫秒),这将让工程师在蓝牙耳机音质与功耗的博弈中更容易找到平衡点。

蓝牙5.1标准新增测向功能,设备可以通过探测蓝牙信号方向来进行定位。一种称为到达角(Angle of Arrival)法,其原理是计算发射端相对于接收端的位置,用不同的天线接收同一个蓝牙发射器发出的信号,然后通过检测相位差来确定信号方向,从而进行定位。另一种被称为离开角(Angle of Departure),其原理与AOA类似。

Dialog提供的AoA演示方案

一般室内定位方法只能实现米级定位,而蓝牙AOA与AOD方法可实现厘米级精确定位,可用于室内定位、物品追踪、门禁与无钥开锁等应用。Mark指出,目前AOA定位提供两种方法,一种是广播式方法,设备无需配对即可以进行定位;另外一种则是点对点,需要配对成功以后才能进行定位,后一种方法更适于对安全要求较高的场景。

稳定的平台

江苏快3平台 DA1469x信号覆盖范围也有增强,约为前代产品的两倍。对于功耗不太敏感的应用,增强发射功率,有助于加大覆盖范围,提升通信的稳定性与可靠性,DA1469x发射功率高达+6dBm,调节步长为0.8 dBm接收灵敏度为-97dBm。Mark称之为“经得起未来考验的”蓝牙技术实现。

Dialog蓝牙性能出色

DA1469x在安全上也很有特色。Cortex M33内置了很多安全机制,包括IP保护机制、密钥防攻击机制以及低功耗机密机制,确保用户的数据安全。DA1469x还引入专用蓝牙链路加密引擎,以保证系统在对外通信时的安全。虽然需要外部闪存,但DA1469x与外部之间传送的数据是实时加密数据,可以有效防范数据被窃取的风险。

DA1469x支持的系统连接技术都很成熟。数字接口方面,支持I2C、SPIUART和,而模拟接口方面则分别支持SAR与SD模式的模数转换器ADC)。配上完整易用的软件与开发环境,Dialog为用户提供了稳定可靠的技术支持与服务。

蓝牙大市场

江苏快3平台 Dialog公司根据IHS提供的数据推测,低功耗蓝牙技术近年来年复合增长率渴望保持在17%左右,发展极为迅猛。而其中智能家电(包括人机接口设备HID)、可穿戴与接近感应等是BLE的前三大应用市场,而Dialog在可穿戴、接近感应与HID上都有出色表现。

Dialog蓝牙产品一直以集成度高、性能好、易于开发使用而闻名,DA1469x的推出,将强化Dialog在可穿戴市场的领导地位,并帮助工程师在蓝牙技术上实现更多创新。

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