藍牙芯片引腳?市面上藍牙芯片也不少,看着寫的也差不多他們到底是什麼樣的性能?到底誰家好?到底誰适合你?裡面有多少玄機?我們一起解讀解讀,假設我們沒有用過他們,同時假設這些規格都沒有明目張膽的無中生有,今天小編就來聊一聊關于藍牙芯片引腳?接下來我們就一起去研究一下吧!
藍牙芯片引腳
市面上藍牙芯片也不少,看着寫的也差不多。他們到底是什麼樣的性能?到底誰家好?到底誰适合你?裡面有多少玄機?我們一起解讀解讀,假設我們沒有用過他們,同時假設這些規格都沒有明目張膽的無中生有。
我們選取高中低端的幾家芯片,并且以BLE為重點,包括N,D,T等幾款當前代表性的芯片為例來觀察一下。
首先我們理解一下藍牙協議。通常一個無線通信協議,從應用層到空口,數據都經過包裝,不考慮互聯網層的話,有那麼幾個處理步驟(發送側):應用層面加密,應用層面的編碼,高層協議封裝,底層協議封裝,底層加密,物理通道的編碼,調制,射頻前端。接收側則相反。藍牙協議方面,如果簡化一下,可以用下圖表示。
然後,我們挑幾個比較關鍵的特性比較比較,看看這些芯片到底差别在哪裡。
1, CPU和Memory
N:32-bit M3/M4 processor with cache,Frequency 48/64MHz,最大配置512KB Flash and 64KB RAM
可以看到N的處理器還是不錯的,最高能跑到64MHz,還帶有cache,說明是Embeded Flash,否則的話内置flash跑不到64M的頻率,嚴重影響CPU的效率。Flash作為程序存儲基本上支持OTA,目前通常BLE的代碼在256KB以内,即使支持Mesh的話。當然如果做一些分散加載的手段,代碼大于存儲一半的話,也是可以支持OTA的。
D:32-bit M0 processor,Frequency 16MHz,配置了2MB Flash,64KB OTP,96KB SRAM,128KB ROM
D的隻是M0,頻率也隻是到了16MHz。這表明他不需要cache,即使内置Flash。同時,我們可以預測這顆芯片隻能跑藍牙協議棧,也就是上圖中Host Link部分的軟件,上層應用的部分會相當的費力,或者說不太可能了。稍有複雜應用就必須要另外配個CPU芯片去做解決方案了。
回來說memory。當然了,我們看到他配置了2MB Flash,那麼他也就不是内置Flash了,因為目前工藝不支持這麼大的内置Flash。他應該是SIP的一顆Flash。另外,看到他内置64KOTP和128KB的ROM,應該理解他把上圖中LINK部分(也可能另外加上部分HOST)的協議棧固化了,否則沒有必要這麼大OTP和ROM。96K RAM的用意是支持更多的可連接數。
T:32-bit proprietary processor(~M0) with cache,Frequency 48MHz,支持512KB Flash和64KB SRAM
處理器約等于M0的話,能力差一點,但能跑到48M,應該能跑多數的應用了。但不是M系列的,軟件開發者沒準有點猶豫。看數據支持cache以及512KB Flash,那麼原理上應該是embeded Flash。唯一的問題是看看芯片是在誰家流片的,T家的就沒問題,S家的512KB Flash要打個很大的問号。具體的,我們就不猜測了,關心的就需要仔細去了解。
這裡我們不光看memory的大小,還要看到memory後面的意思,以及對應用的影響。光看memory數字意義也不大。
2, 藍牙5特性
N的最高端支持全部藍牙5的特性,包括2Mbps,Long Range,Advertising Extension。但其他型号不支持LongRange。
D的規格書裡面隻提到全部支持新的藍牙5feature,但沒有具體的表述,所以,全不全隻有用了才知道。
T的提到支持2Mbps以及LongRange,但不支持Advertising Extension。
從以上可知,市面上真正支持藍牙5所有規格的芯片是非常少的。N家的有一款全部支持的,但定價方面,對支持LongRange的那一款也是非常高端。但也隻有N明确的說明了所支持的feature,其他的就要考慮考慮。
3, 射頻特性
我們看看下面這張表。
對于1Mbps,各家對應-95/-93/-96dBm;對于125Kbps LongRange,各家對應-103/xx/-101Kbps。對應D家,沒有這個LongRange數字,所以參考之前的FeatureList也沒有單獨提到藍牙5的各種feature,那麼總體的印象就是有點疑慮的。
發送功率最高可以到 8/0/ 10dBm。這個跟射頻的設計定義相關,發射功率越大,當然面積,功耗等也就會越大。或者,我們還看到有些芯片描述的是帶外部放大電路的數字。
功耗:TX方面跟發射功率相關,也沒有明确,我們看RX。RX對應數字為4.6mA/3.7mA/xx。我們看到這裡指的是射頻前端的功耗,N直接說是峰值功耗,D沒有說,但通常是這樣的,T沒有提。
針對不同的芯片,我們還需要看具體的基礎功耗。包括idle的時候的功耗,省電模式的功耗,以及RF重啟的時間,等等。這跟SoC省電策略有關,對電池壽命也有相當的影響。
RF指标測試起來比較麻煩,也容易寫點特别的數字上去,用戶需要看看這些是否影響應用,是否需要較真去測試一下。
4, 低功耗指标
低功耗方面,我們希望看到SoC在不同狀态下的功耗。我們看到N的:
0.3 μA at 3 V in System OFF mode
1.9 μA at 3 V in System ON mode, no RAM retention, wake on RTC
0.3uA代表的是關電的時候芯片的漏電;1.9uA代表芯片在隻有RTCcounter的時候耗電。這都是有價值的信息,但其實我們還希望看到其他的工作電路指标。這個指标各家有各家的說法,其實我們需要定義一下,比如廣播态,125ms睡眠,芯片的平均功耗。
在多數的應用場景下,我們關心的可能就是這3個基本功耗,這代表了在相同的電量底下,芯片處于關電狀态,RTC狀态,和工作狀态時,電池的使用壽命。
D家沒有數據。
再看一下T的描述:
whole chip rx mode:5.3mA
whole chip tx mode:4.8mA@0dBm
這個就很不嚴密顯然不是峰值電流,因為RF的峰值耗電業界至少也是這個水平,加上CPU,外設,肯定打不住啊。如果是指平均電流,那就該描述清楚在什麼狀态下的數值。光這麼寫,對用戶沒有意義。
找到影響電池壽命的關鍵數據是我們需要關心的重點,其他的看看就行了。
5, 外設及其他
低功耗藍牙雖然說不僅僅是通信芯片,他還包括了SIG定義的非常多的應用,而且目前很多芯片的CPU能力已經能夠處理這些應用。但對于外設來說,除非針對特定的場景,通用芯片的外設接口都還是普通的I2C,Uart,SPI,PWM等等。
其他方面對芯片應用有影響的包括BOM表,用戶需要看整體的解決方案的價格,而不隻是芯片本身。如果把一個芯片用起來BOM表很貴,那麼芯片便宜就沒有意義。
另外,包括SDK的友好,簡潔等等,都是開發者需要考量的指标。
芯片市場雖然不像其他的消費品市場那樣花樣繁多,雖僅僅是幾家廠商,如果不仔細了解,芯片看起來差不多。但用起來感受一定是相差十萬八千裡。不知道簡單扯的這幾句對您是否有啟發作用。