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安森美提供行业蓝牙最低功耗技术 Jakob Nielsen [复制链接]

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发表于 2017-6-19 12:30:13 |显示全部楼层

超低功耗。这4个字在半导体行业随便滥用,特别是当涉及蓝牙低功耗功能的无线电系统单芯片(SoC)。然而,根据无线电SOC的特点和目标应用的需求,声称“超低功耗”可能并不总是准确的或适用的。

         那么系统级设计人员应当追寻什么特征以便使他们具备蓝牙低功耗技术功能的设备真正的具备低功耗?

对于物联网边缘节点设备或“互联”的健康和保健应用,设计人员在比较蓝牙低功耗无线电SoC之间的系统功耗水平时必须考虑至少以下参数:

      电源转换。大多数的蓝牙低功耗无线电SOC工作在宽输入电压水平以满足不同电池的需求。然而,电池的电压通常不同于蓝牙低功耗射频(RF)路径的工作电压,以及片上闪存、处理内核和存储器的工作电压。因此,高效的片上电源转换很重要,以获得尽可能低的功耗。

      占空比。接收(Rx)和传输(Tx电流显然对功率预算很重要,但是,大多数蓝牙低功耗应用的矛盾是,它们大部分时间实际上没有做任何工作。数据的采样、传输和接收通常以非常低的数据速率进行,因此设备的睡眠电流往往成为应用整体功率预算的主要因素。

真正的超低功耗无线电SoC

为了应对物联网和“互联”的健康与保健应用快速演变的需求,安森美半导体最近推出了RSL10多协议蓝牙®5认证的无线电SoC,提供业界最低功耗。

对于RSL10,其定义的“超低功耗”特性,首先用于通常是电池供电的应用(例如,使用1.5 V AAA电池、32032钮扣电池、1.2510 A 锌空气电池的设备),并在正常运行时的数据吞吐量较低。

RSL10的蓝牙低功耗RF路径“本身”工作在1.1 V,但为确保适用于从1.1 V3.6 V的电池电压范围,RSL10有利于高效的片上DC-DC转换,以及调节以适当的电压馈电系统的其它部分。

例如,如果RSL10由一个3 V 2032纽扣电池供电(这将是许多医疗或远程感测物联网应用的情况),可以达到下面的睡眠模式电流:

      25 nA ,由外部引脚唤醒。

      40 nA ,由外部引脚或内部计时器唤醒

      100 nA ,由外部引脚或内部计时器唤醒和8 kB RAM保留

大多替代的蓝牙低功耗无线电SoC需要两到三倍电流量以保持类似的模式。

此外,RSL10Rx模式的电流为3.4 mA和在Tx模式的电流为4.6 mA,在这两种情况下,这些数字都是可以使用通过新的蓝牙5标准建立的2 Mbps数据率实现的。

那么,这些数字如何应用于应用开发人员需要根据应用的占空比知识计算电池使用时间的实际情况下呢?

考虑下图所示的例子,其中远程感测应用处于激活的蓝牙低功耗传输占空比,每2秒的工作时间一次。剩余的时间应用处于睡眠模式(从外部引脚唤醒)或不发送或接收数据。

                              

蓝牙低功耗技术占空比功耗考量

对于一个具有24字节负载的完整的广告事件(发射功率为0dBm),RSL10将在持续的7 ms消耗约700 uA。通过这信息,很容易将蓝牙低功耗与电池容量关联。

欲实时一览RSL10功耗的优势,请在加利福尼亚圣克拉拉举行的物联网世界莅临安森美半导体展台(931号展位)。

关于RSL10 的更多信息,请观看RSL10概览视频!

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