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DA14580蓝牙智能SoC解决方案

发表时间:2016-12-27    浏览次数:1952

自2011年起,低功耗蓝牙(BLE)被称为蓝牙智能(Bluetooth SMART)。它是一种无线网络技术,瞄准的是医疗、健身、安全和家庭娱乐领域的新型应用。与“经典的”蓝牙相比,BLE旨在大幅降低功耗和成本,同时维持一个近似的传输距离。 

Dialog最新推出的SmartBond片上系统(SoC)DA14580可为智能手机配件和计算机外设市场打造尺寸最小、功耗最低的蓝牙智能无线连接解决方案。它通过无线方式将键盘、鼠标或遥控器连接至平板电脑、笔记本电脑或智能电视机,让消费者能够使用智能手机和平板电脑上的各种创新应用,与手表、护腕或智能标签建立连接,以便“自我监测”他们的健康和健身情况,寻找丢失的钥匙等等。Murata(村田)的采用DA14580的蓝牙智能低功耗模块将帮助原始设计制造商(ODM)缩短产品开发时间,而且不需要他们精通BLE技术,或无需通过必要的无线技术认证和审批。 
           
与其它竞争解决方案不同,SmartBond是首款突破4.8mA无线收发电流极限的蓝牙智能解决方案,能够让ODM将产品的电池续航时间延长一倍,或缩减所需电池的数量和大小。其独特的低功率架构仅消耗4.8 mA的无线收发电流,比市场上其它蓝牙智能解决方案低50%。不仅如此,其深度睡眠模式的电流低于600 nA。

该款器件包含一个32位ARM Cortex M0内核,并配备片上一次性可编程(OTP)内存,因此,可提供卓越的设计灵活性,系统中无需外部处理器,同时降低系统的总成本。 
                                                      
此款新产品提供三种封装尺寸,其中最小的封装尺寸仅为2.5 X 2.5 X 0.5毫米,因此,可以让设计人员在空间极为有限的无线配件中集成蓝牙智能技术。由于该产品的运行电压低至此前不可能做到的0.9V,它允许计算机外设或智能电视机外设使用一块而不是两块碱性电池或镍锰电池。这为设计人员敞开了通向无数新的可能性的大门,让他们能够开发出超级紧凑和全新尺寸的产品,同时降低系统的总成本。

该产品配有一个片上电源管理模块,其中包括一个DC-DC转换器以及所需的所有LDO,从而将系统对外部组件的需求降至最低(仅需五个外部组件),因此也缩减了系统的总物料清单。借助其最先进的电源管理电路,DA14580 SoC能够控制芯片上的所有模块,目的是确保只有需要的模块才被打开,从而将功耗降至最低。

DA14580蓝牙智能SoC针对多个市场而设计,其中包括 人机接口设备(HID)、可穿戴设备、遥控器、接近传感器、室内导航设备和智能电视机。无线键盘和鼠标等HID 设备符合技术发展趋势,无需令人生厌的线缆或USB收发器。主流的台式计算机操作系统目前提供对蓝牙智能技术的原生支持。例如,微软在Windows 8中增加了对遵从HID 规范的低功耗蓝牙智能技术的支持。

DA14580蓝牙智能IC将能打造性能更高、功耗更低的智能手机和计算机配件,它们或者具备更长的电池续航时间,或者需要更少或更小的电池。这个市场必将迎来重大创新和高速增长。

市场上的确存在其它无线技术,如专有的ANT协议,后者由GPS设备制造商Garmin旗下的子公司Dynastream Innovations设计和销售。 智能手机通常需要一个收发器(或USB棒)才能使用ANT协议。虽然当今消费电子设备中的多模通信芯片可能支持ANT,但大多数手机厂商并不倾向于采用该技术。

DECT ULE(超低功耗 DECT)—— Dialog提供的另一项技术 —— 非常适合智能家庭网络等需要更大功率和传输距离的应用。尽管如此,在包括电视机遥控器以及无线鼠标、键盘和配件等在内的短距离点对点应用中,蓝牙智能技术则更胜一筹,这在很大程度上要归功于蓝牙智能技术在众多消费电子设备中的较高的普及率。

Dialog正利用其在智能手机及平板电脑电源管理以及智能家庭无线传感器网络中的低功耗RF领域的专业知识,继续增加产品种类,并借助DA14580解决方案,将这些能力运用到互补、高增长和基于应用的配件、计算机和物联网外设市场中。

Dialog利用其在片上系统(SoC)电源管理和低功耗RF领域的技术实力,在DA14580中实现了同类产品中最低的功耗。在蓝牙智能收发操作期间,当电池电压为3V时,DA14580的峰值电流仅为4.8mA,这相当于12mW的功耗。目前没有任何竞品能够接近这个值。因此,假设某个配件使用一颗 225mAh的纽扣电池每秒发送20字节的数据,电池巡航时间将能达到4年零5个月,而最接近的竞品仅能达到2年。

Dialog采用WLCSP(晶圆级芯片尺寸封装)设计该芯片,能够让ODM设计出全新尺寸的新产品。

对于一种以超低功耗为特点的技术而言,它可以与使用太阳能和动能为系统供电或为电池充电的能源采集设备配合工作。例如,蓝牙技术已经开始使用太阳能键盘中的能源采集设备。

蓝牙智能技术必将快速普及。据IHS Inc.预测,到2016年年底,蓝牙智能芯片的累计出货量将突破3.5亿件。我们正在目睹“量化自我”趋势的大规模普及,即一场自我监测健康数据的运动的兴起,人们在社交媒体网站上自动上报他们的跑步和骑行距离。

据ABI Research预测,到2017年,可穿戴式健身和医疗传感器市场的规模将达到1.7亿件。IHS Inc开展的一项调查显示,在那些仅拥有一个运动健身智能手机应用的被调查者中,近十分之四(36%)的被调查者表示电池续航能力存在问题。使用支持蓝牙智能技术的低功耗元件意味着,智能手机能够更长时间地使用各类体征(如心率)监测传感器,并减少对电池巡航时间的不利影响。

IMS Research的调查显示,约63%经常锻炼身体的人表示 ,他们愿意购买通过智能手机中的一个运动健身应用监测体征的无线传感器。在这些消费者中,82%的人最多愿意花140美元购买此类传感器,但他们只愿意花不超过3.2英镑购买运动健身应用。对于移动设备厂商和ODM而言,这是一项巨大的额外收入。

DA14580是一款极具价格竞争力的产品,Dialog认为它将在一个高增长的大众市场中获得很大的份额。不过,目前我们暂不能透露它的预期收益或价格。据IMS Research统计,智能手机中的蓝牙智能配售率已接近100%,而且该技术已被大量的消费电器设备采用。IMS预测,蓝牙智能技术将在5到7年内在汽车上得到普及。能够接收和使用来自智能设备的信息的节点设备被称为“Bluetooth Smart Ready”。它们能够接收符合低功耗蓝牙规范的设备所发送的数据。

DA14580将能在其中发挥重要使能作用的蓝牙智能应用

可穿戴设备、智能手机和平板电脑的运动健身应用正越来越地被用于“自我监测”心率、血压、血糖水平、卡路里摄入量、体重与体质和睡眠模式,以及走路、跑步和骑车运动。这能够让人们更有效地“自我管理”各类慢性病(如糖尿病或高胆固醇)。健身配件可以通过一个智能手机或平板电脑应用,实时提供各类视觉和听觉反馈信息,以及有关高尔夫挥杆、划桨技术或踏频的指导建议,从而让消费者能够最大程度提高锻炼效率,并准确跟踪他们实现目标的进度。接近传感器和室内导航标签包含一对已预先配对的标签,消费者只需按一个键,它们就能找到对方,其中一个标签附着在您的钥匙、手机或遥控器上。这些标签还可用于购物中心的商店或机场的便民设施,以便让消费者更容易通过应用找到他们想要去的地方。

此外,一种智能电视机遥控器已经上市。这种遥控器配备一个触摸屏控制器或Qwerty 键盘,外加语音识别功能,目的是借助全新的计算机/电视机混合物增强用户体验。使用红外遥控器很难操控智能电视机。蓝牙智能技术可为消费者提供一种用户友好型的低时延、双向通信方式。当消费者放下它们时,蓝牙智能控制器将通过进入深度睡眠模式节省电能,而且能够在几毫秒内从睡眠模式醒来,从用户的角度而言可谓瞬间唤醒。
1.运动健身配件
基于应用的配件可以计算出用户的速度、距离和高度、锻炼和恢复时的心率、路线信息和旅程图。用户可以在跑步时使用它设定锻炼目标,并上传在线运动笔记,用于分析和训练目的,或与好友分享这些信息。

2.自行车的功率计和踏频计
这些配件可以使用一个智能手机应用计算出骑车的速度和踏频、有效扭矩和平顺度,测量自行车车轮和踏板的转速,以便根据车轮的旋转圈数计算出踏速、速度、距离、心率等反馈信息。它们甚至可以测量骑车者的输出功率。这是最大摄氧量的一个良好指标,即以每公斤体重为单位,锻炼者可以摄入多少氧气。这个指标与健康水平密切相关。

3.智能眼镜
各种跑步、骑车和滑雪用眼镜和护目镜已经开始上市,它们可以为锻炼者连续不断地提供所需信息,无需锻炼者将视线从前方的道路或滑道上移开。一块LCD显示屏被集成到眼镜中,其上可以显示平均速度、心率、踏频、所消耗的热量、指导建议、好友在滑道或路上的位置等各种训练数据。目前有很多人采用一种区间训练法,在他们的工作场所锻炼,目的是维持他们在智能手机或运动手表上设定的心率。

4.自我监测型医疗配件
医疗配件测量患者每天的健康、饮食、效率、压力和睡眠活动参数。它们包括智能体重计、血压计、血糖检测仪和最大呼气流量计,用于管理糖尿病、高胆固醇、高血压或慢性阻塞性肺病(COPD)等慢性疾病。
例如,兼容现有体重跟踪应用的数字体重计已开始上市。它存储用户的体重和BMI 数据;当用户启动智能手机应用时,可以显示趋势数据和预定目标之间的关系。
近距离传感器和室内导航配件

5.智能手表
无论你多么频繁地更改时区,或忘记了在秋季或春季将时间向前或向后调整,智能手表都能够自动同步当地日期和时间。用户甚至能够从各种不同的设计中选择他们喜爱的手表界面。除了同步时间之外,智能手表还能让用户预览电子邮件和文本,查看汇率、天气预报或简单的地图,使用计算器,购买物品并获取购物积分。运动版智能手表也将问世,其中包括心率、距离和速度计。

6.室内导航
附着在某个地标上的有源标签可用于实现基于智能手机应用的室内导航。它们能帮助消费者在购物中心或机场内导航,并出示他们所购产品的个性化优惠券。

7.资产跟踪器
资产跟踪是另一种快速增长的应用。它可以包含一对已预先配对的标签,消费者只需按一个键,它们就能找到对方,其中一个标签附着在您的钥匙、手机或遥控器上。该技术还可以在仓库中得到运用。它的定位精度目前为1米,但稍加改动,可以降至20厘米。

8.智能电视机遥控器
设计人员可以开发这样一个无线遥控器:它配备一个Qwerty 键盘、触摸屏控制器或语音识别功能,可让用户更加方便地与智能电视机和电子节目指南(EPG)进行交互——全新的计算机/电视机混合物。智能电视机目前可让用户访问互动内容、互联网电视、视频游戏和视频点播节目,并将成为用户与智能家庭和个人局域网设备进行交互、上网浏览和网上购物的中心。
最后,在很多情况下,消费者无需在网络上发布任何信息,也能进行基于智能手机应用的活动。蓝牙智能技术将极大促进物联网的发展,以超低的功耗实现可靠安全的点对点连接和极长的电池续航时间。DA14580将是推动这个新兴的物联网生态系统向前发展的关键引擎之一。