蓝牙低功耗器件选型指南

由  Jerry Bergum 发布  - 12-09-2022 

安森美(onsemi)的蓝牙®低功耗(Bluetooth LE)器件在业界掀起浪潮有好几年了。2017年,安森美发布了RSL10,这是其在Bluetooth LE领域的第一款产品。随后在2021年发布了RSL15,此后安森美继续以Bluetooth LE的规格开发新器件。每种器件都有多个系列产品,因此我们准备了一些实用的知识点,帮助您为您的应用选择最合适的器件。

明确应用需求将导向您选择合适的方案,所以请先回答以下问题:

  • 我是否需要一个功耗非常低的方案,并尽可能延长电池寿命?
  • 该应用是否需要音频传输或音频处理?
  • 该应用的占位空间是否受限?
  • 集成天线和外部被动元器件的模块能否缩短开发时间?
  • 是否需要汽车认证?
  • 该应用是否需要植入人体或应用于关乎生命的医疗?
  • 该应用是否需要安全地数据传输?
  • BLE参考设计是否有助于启动产品的开发?
  • 它是一个物联网应用吗?

您可以通过上述问题的答案来确定使用需求,以此来选择合适的安森美的Bluetooth LE产品。产品选项概要在底部。

低功耗

超低功耗是RSL系列产品的特点。安森美在设计RSL10时采纳了植入式医疗客户的意见,这些客户需要设备在不充电的情况下用小电池运行很多年。RSL系列器件的每个模块都考虑到了低功耗。在睡眠模式下,RSL系列的所有产品都能以非常低的占空比运行,功耗在nA范围内。RSL15提供了一个智能感知模式(Smart Sense Mode),可以对外部数值进行连续的ADC监测,当ADC阈值在186 nA @ 3.0 V时就被唤醒!

 

音频

如果你的应用涉及音频,并且需要一个音频编解码器,RSL10是最好的选择。RSL10集成LPDSP32,可以运行G.722或CELT等音频编解码器。安森美未来的Bluetooth LE方案还将支持带有LC3编解码器的新LE音频协议。(注:编解码器能够对传输的压缩数字数据进行编码和解码。编解码器可以是一个固定的硬件块,也可以是一个在处理器上运行的算法,LPDSP32处理器是一个专用硬件块,用于对音频数据进行最高效、最低功耗的压缩/解压)。我们的EZAIRO® 7160无线预配置DSP含RSL10,是助听器等小外形、低功耗音频应用的理想选择。

尺寸

选择WLCSP(晶圆级芯片封装)--硅片,带有焊球用于连接--用于需要最小外形尺寸的应用,如消费电子或医疗一次性用品、可穿戴或ID标签。RSL10 WLCSP具有2.32 mm x 2.36 mm的微小尺寸,厚度仅为0.35 mm,RSL10 QFN尺寸为6 mm x 6 mm,RSL15 QFN尺寸是5 mm x 5 mm,仍然非常小。如果要选择WLCSP,需要确保您所选择的制造工艺能够适应0.25毫米的焊球间距。

模块

任何射频系统(如2.4GHz Bluetooth LE)的开发都有一个额外的复杂性,那就是选择周围的组件和天线来匹配硬件环境。对系统进行审查以满足FCC、CE或其他监管机构的标准,既费时又费钱。为了绕过这些工作,可以选择一个预先认证的模块,它集成所有需要的被动元件(如晶体、电源去耦和天线匹配电路)和一个集成天线。在这种情况下,RSL10 SIP是一个理想的解决方案。所有无源元件和天线都集成在这个6mm x 8mm x 1.46mm的认证模块中。RSL15 SIP正在开发中,安森美很快就会发布。

汽车认证

汽车应用的开发需要一个符合严苛的汽车温度范围和标准的元件。NCV-RSL10通过AEC-Q100 Grade 2 认证,与RSL10一样具有高能效,能够实现各种新的汽车应用,包括无钥匙进入、安全诊断警报以及增强型资讯娱乐控制。

生命攸关的医疗

安森美作为医疗元器件供应商有着悠久的历史,并这一经验用于MD-RSL10,使其能够用于植体或关乎生命的应用,如心脏监测和管理以及神经刺激。

注1:如果产品被用作生命支持系统的关键部件,或任何FDA第三类医疗器械,或在外国司法管辖区具有类似或同等分类的医疗器械,或任何用于植入人体的设备,则销售时必须事先获得安森美对产品使用的书面授权,并由买方单独签署赔偿协议。

参考设计

安森美有许多经验证的参考设计,可以作为你的项目开发起点以加快开发。参考设计通常包括应用硬件、固件、物料单(BOM)、原理图和PCB制造文件。安森美提供各种低功耗参考设计,以快速启动您的物联网应用,包括:

  • RSL10传感器开发套件
  • RSL10资产标签
  • 能量采集蓝牙低功耗开关
  • RSL10智能拍摄相机平台

安全传输

开发人员在保护敏感数据(如个人健康信息和支付交易信息)时必须纳入一个或多个安全机制。RSL15包含最新的嵌入式安全功能,具有真正基于硬件的信任根和Arm加密单元,用于硬件加速的加密算法。数据显示,ECDSA或SHA等安全算法在这个硬件加速器上的运行速度比软件安全方案快62倍。

物联网

物联网(IoT)是一个广泛的类别,但一些典型的要求将为您提供元器件的选型导向。远程监控设备是一种常见的物联网应用,该设备大部分时间处于睡眠模式,偶尔会被唤醒,发送几个数据包,然后又回到睡眠模式。RSL15非常适合这种应用,因为它提供了多种低功耗模式,几乎适合任何应用需求。另外,RSL15在闪存大小方面有两种选择(284 kB和512 kB),还具备以物联网为核心的功能,如智能感知模式,即使在睡眠模式下也能不断读取ADC。RSL10也非常适合对小外形有要求的物联网应用。

onsemi BLE devices

安森美的 RSL系列有越来越多的变体,都具有超低的功耗。查看功耗和电池估算器,你会发现,RSL10RSL15具有领先业界的低功耗。

现在点击这里,了解有关RSL10、RSL15和安森美所有采用Bluetooth LE技术的元件的更多详细信息。

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