标签: 蓝牙低功耗

  2014年，说走就真的走了，来去匆匆。   对于电子行业来讲，似乎2014年会成为一个不平凡一年，电子行业的历史上，，应该是有所痕迹的，从个人感受来讲，今年多了很多往年不一样的东西，随手记录下，致2014。   2014年，咖啡厅搅局科技的趋势更明显了， IC 咖啡来了，3W咖啡来了…   2014年，科技媒体以研讨会，内测，粉丝的势头越来越猛了,虎嗅，雷科技，雷锋网,思锐达…   2014年，有很多场演讲，谈趋势，谈发展，谈互联网思维，谈智能家居…   2014年，有很多的路演，VC巨头似乎都接地气来了，之前只是听说的IDG,红杉，高榕，君联...,他们都出现在很多的项目路演的现场，哪怕可能参加路演的是很小的公司，甚至个人…   2014年，点名，Pozible搞首发，转电商，去掉自己的众筹标签，京东，淘宝都在用首发的名义搞众筹，继续升华自己的电商平台……   2014年，小米，华为…都在谈自己的xxUI，开发布会,希望招揽更多的粉丝，希望把自己手机做成一个软件的分发渠道…   2014年，专利这个之前被很多国人呲之以鼻的东西被讨论得更多了，华为，小米在同一会场的近距离短锋相接更加精彩激烈…   2014年，智能家居这个似乎本是传统行业的风头似乎盖过了比它范围更大的物联网，智能硬件…,听说2015年CES展是智能家居展，是抑或不是？   一切都在变，而且来得非常迅猛…,期待2015，更多的不同！！！

在通过与智能手机和平板终端的结合来提高利便性的应用（例如钟表、健身/保健器材等）中，Bluetooth LE（Low Energy）正得到迅速普及。在这些应用中，纽扣电池驱动的设备居多，为了实现更长的电池寿命与更高的性能，对于低功耗化的要求日益强劲。不仅如此，由于毫无无线体验经验的用户也可通过身边的智能手机等连接Bluetooth LE，因此，Bluetooth LE在众多产品中的应用趋势已势不可挡。另一方面，要想利用以Bluetooth LE为首的无线系统，必须在特定的实验机构进行合标确认，并获得各国规定的无线电认证。因此，在研究从零开始构建系统时，需要充分的无线及协议相关知识，否则，极有可能在产品即将推向市场之前遇阻停滞。 在这种情况下，ROHM（罗姆）旗下LAPIS Semiconductor开发出支持Bluetooth LE的、实现业界顶级低耗电量（发送数据时9.8mA，接收数据时8.9mA，2秒间歇工作时的平均电流8μA）的LSI(ML7105-00x)。另外，取得耗时耗力的Bluetooth SIG认证和国内外无线电认证后向客户供货的模块也在开发中。 在此，针对本LSI和模块以及构建系统所需的示例软件、配置文件进行介绍说明。 ＜Bluetooth LE LSI＞ 首先，针对Bluetooth LE LSI(ML7105-00x)的内部结构进行说明（图1）。 【图1】Bluetooth LE LSI（ML7105-00x）的内部结构 本LSI搭载的电路块由无线单元（RF）、调制解调器单元（MODEM）、Bluetooth LE控制器单元、低功耗逻辑单元、电源单元（Main Reg. / Low Power Reg.）、振荡电路单元(26MHz/32kHz)、主机接口单元（UART、I2C、SPI、GPIO）构成。各单元的主要功能分别是：无线单元提供2.4GHz数据发送电路和数据接收电路，发送系统通过D/A转换器将调制解调器单元（调制器）输入的调制信号转换为模拟信号，再通过本地PLL与2.4GHz频段的信号叠加。然后，通过功率放大器放大到足够的功率作为电波由天线发射。接收系统输入由天线捕捉到的各种强度的接收信号，由低噪声放大器放大微小信号。后面的混频器将2.4GHz频段的频率转换为几MHz左右的中间频率，输入到带通滤波器，仅选择所需信道的信号。接着，由限幅器将信号放大，传输给调制解调器单元（解调器）。这些无线单元的特点是，采用PLL直接调制方式，对各电路块整体进行优化，从而实现更低峰值电流（10mA以下）。 然后，在控制器单元进行Bluetooth LE数据包的编码、解码处理，由链路处理单元(LL)与协议栈（GATT/ATT/SMP/GAP/L2CAP）发现设备并与发现的设备连接并提供双向通信。另外，通过与低功耗逻辑单元的联动，新开发了在电源关断时更加省电的抑制泄漏电流的电路；同时，还优化了Bluetooth LE的协议处理固件，缩短了数据包收发数据处理时间，使工作时的耗电量更低。然后，电源单元内置主稳压器和低功耗稳压器，在非通信时仅通过功耗更低的低功耗稳压器进行数据存储。通过这些设计，实现了整体泄漏电流的最小化。振荡电路单元内置主要工作用的26MHz和低功耗工作用的32kHz。特别是主要工作用26MHz振荡电路是按Bluetooth LE的连接间隔周期每次停动的，因此，通过调整，使从停动状态到启动之间的时间最短化，从而减少了待机电流。最后，主机接口单元配备了Bluetooth LE标准化的HCI（UART）和LAPIS Semiconductor独有的BACI（SPI）。HCI主要与PC连接，可用于无线认证试验。BACI与安装了Bluetooth LE配置文件和应用程序的主机微控制器连接，提供Bluetooth LE服务。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 BACI通过简化与主机之间的通信来降低访问频率。而且，在结构设计上采用通过事件使主机启动的结构，因此，是尽可能使主机停动来抑制耗电量的设计。综上所述，本LSI在整个结构模块上进行了降低耗电量的设计，从而，使纽扣电池驱动3年以上连续工作成为可能。主机和堆栈结构如图2所示。 【图2】主机和Bluetooth LE控制器堆栈结构 ＜Bluetooth LE模块＞ 接下来，针对Bluetooth LE模块的结构进行说明（图3）。 【图3】Bluetooth LE模块的外形照片和结构 本模块在Bluetooth LE LSI（ML7105-00x）之外还内置有Pattern ANT、RF匹配电路、EEPROM、OSC。LAPIS Semiconductor出货时将通过Pattern ANT及RF匹配电路调整RF性能，因此，用户无需调整即可安装于商品中。EEPROM可存储主要含有RF调整值、通信模式、设备地址的配置参数，并可存储用户自己的参数。OSC由主时钟的26MHz晶体振荡器和调整电路构成，已调整为Bluetooth LE所要求的频率精度。 该产品为将多数元器件一体化封装的SiP（System in Package）构造，因此，可与LSI同等处理。另外，产品将通过Bluetooth SIG认证的组件测试(RF、PHY、LL、4.0HCI、L2CAP、GAP、SMP、GATT/ATT)获得QDID后作为模块提供给客户，因此，作为最终产品注册时，只需嵌入用户准备的配置文件即可轻松登记到Bluetooth SIG官网的产品一览中。还有，要想进行注册工作，需要事先向Bluetooth SIG成员（创始成员、加盟成员、应用成员）登记。另外，该产品计划在获得日本国内外无线电认证后进行供货，因此，可直接在日本国内以及获得认证的海外地区操作Bluetooth LE（输出电波），客户可在短时间内快速导入到商品中。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 ＜Bluetooth LE评估套件和示例软件＞ 为了提高LAPIS Semiconductor的Bluetooth LE产品的导入速度与开发速度，公司准备了评估套件和示例软件。评估套件（图4）包含USB加密狗和无线传感器节点，可通过PC操作Bluetooth LE通信（各种传感器数据接收、LED ON/OFF控制）。 【图4】Bluetooth LE开发评估套件 示例软件（图5）包含可安装于主机微控制器的独有配置文件VSSPP（Vendor Specific Serial Port Profile）/VSP(Vendor Specification Profile)，使用这些软件，可通过基于UART的终端通信轻松确认P2P（对等计算，PEER-TO-PEER）的Bluetooth LE通信控制。 此外，LAPIS Semiconductor还开设了技术支持网站。 （URL: https://www.lapis-semi.com/cgi-bin/MyLAPIS/regi/login.cgi） 该网站提供相关的数据表、用户手册、设计指南、评估套件用户手册等，为用户的开发提供支持。 【图5】示例软件的结构 连接时已实施配对，限制其后的连接设备，实现加密数据通信。另外，可作为点对点的Bluetooth LE设备与智能手机通信，使用专用的智能手机应用程序，可确认独有配置文件的服务。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 ＜Bluetooth LE配置文件＞ 为使用Bluetooth LE正确通信，与主终端与从终端相同，需要安装一样配置文件。配置文件为层次结构，内部有定义几个服务及其属性（read/write等）的特征值。例如，在Heart Rate Profile中有Heart Rate Service和Device　Information Service等。LAPIS Semiconductor相继开发了标准配置文件，所有的配置文件都是与第三方联合开发的，预计均可供货，并有望支持向用户平台的移植。 ＜未来展望＞ 今后，Bluetooth LE的应用范围有望进一步扩大，对更低耗电量、更加小型、系统开发更容易的需求日益强劲。因此，继当前的ML7105系列之后，LAPIS Semiconductor正在开发后续系列。根据计划，后续系列不仅耗电量进一步降低，而且，为满足小型化需求，采用超小型薄型封装的WL-CSP（Wafer Level Chip Size Package），产品阵容将更加丰富。另外，为了比以往更容易导入Bluetooth LE，在目前开发中的模块基础上，LAPIS Semiconductor还计划开发内置主机微控制器和ROHM集团开发的各种传感器的SiP模块。 LAPIS Semiconductor同时还在探讨满足进一步高性能化（高速传输、树连接等）的需求，结合最新的Bluetooth LE Core Spec4.1标准，公司今后将一如既往地为客户提供一站式解决方案。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载

蓝牙低功耗测试选项BTLE TESCOM TC-3 000C 测试仪结合最新蓝牙低功耗发射/接收选件，可为制造商和设计部门的蓝牙低功耗应用提供可靠高效的测试解决方案。最新测试解决方案可帮助加快产品开发速度 ，缩短实现量产的时间。 蓝牙低功耗技术可实现长工作时间和最低的功耗，是移动通信、运动健身、健康医疗、安全和家庭娱乐等应用的理想选择。 TC-3000C可帮助厂商更好地表征和定义技术指标，从而确保业界实现更成功的交付。OEM 和合同制造商通过快速、精确的蓝牙低能量测量，能够更简便的制订测试方案，提高生产吞吐量。 多功能的综合型测试仪TC-3000C专为蓝牙应用而设计。它覆盖从开发、集成到生产制造的整个产品生命周期，通过单一综合型解决方案提供最低的拥有成本。 TC -30 00 C为新兴蓝牙器件和模块的低成本、高效率测试覆盖的规范和功能包括Bluetooth V1.1, V1.2, V2.0+ EDR，V3.0+HS，蓝牙音频和蓝牙低功耗。（蓝牙低功耗发射/接收选项符合最新的蓝牙 4.0 射频测试核心规范的要求。）                                                                                                                                             联华行

特点： TESCOM蓝牙综侧仪 TC-3000C   1 ． 全部射频测试项包括EDR和低功耗BTLE（测试项目全面） 2 ． 频谱分析（直观显示，协助故障诊断） 3 ． 协议分析（协助故障诊断） 4 ． 音频测试（音频性能测试分析） 5 ． 信号发射器（频段2.4G） 6. 快速测试功能（适合生产线测试，提高测试效率） 7. 提供全套的测试系统. 包括测试仪，屏蔽箱，耦合器，TEM Cell，自动测试软件，RF电缆。 介绍 3000C Bluetooth Tester可以利用自身的协议栈，分析从基带到上层应用协议收发的所有信息包的数据。TC-3000C不仅可以进行接收及发射功能检查，还内置有频谱分析、调制分析、时间和功率比例分析等信号波形分析功能，可以简单执行各种RF检查。而且它还内置包含EDR的重要测试项，可以用简单操作来判别产品的规格是否合格。输入、I/O 控制(RS-232C, USB, LAN 等周边装备)及重要的 UI(User Interface)。该结构融和了内置 PC 的便利性和 DSP的高性能，可以有效、安全TC-3000C 中内置的 Bluetooth 协议栈(Protocol）测量的所有要求事项，而且协议栈中从基带到上层协议子集，都是自主开发的。因为协议层间有利用“queue”的便利结构，对于今后改善 TC-3000C 的性能或附加功能也可以轻松完成。通过以此为基础体现的 Link Analyzer 和 HostAnalyzer 功能，基带、LMP、HCI Command、L2CAP、RFComm、SDP、AVDTP、AVRCP Profile 来分析与发射接收数据相关的信息，就可以轻易检测出 DUT 的协议相关状态。 EDR 测试 Bluetooth 是将近距离的装置用无线连接，并在进行数据和声音交换中使用的有效的无线通讯技术，但是因为其数据传送速度较低为 1Mbps，其应用范围就受到限制。为解决这个问题，将 EDR(Enhanced data Rate)附加到 Bluetooth2.0 协议中，这样就可以支持 2Mbps 和 3Mbps 数据传送速度。TC-3000C 支持 2Mbps 和 3Mbps EDR 功能，并可为 RF 和基带的性能测量，提供 EDR Measurement 功能。使用者以利用 EDR Measurement 的 I-Q Constellation(I-Q 星座图) 功能，分析 DUT 的 PSK 调制状态，还可以通过 7 个 EDR 相关 RF 测试項目(EDR Relative Transmit Power, EDR Carrier Frequency Stability and Modulation Accuracy，EDR Differential Phase Encoding, EDR In-band Spurious Emissions, EDR Sensitivity, EDR BER Floor Performance, EDR Maximum Input Level)，简单判断 EDR 终端的性能是否符合测试规格。 综合自动测量 TC-3000C 内置有 Bluetooth 测试规范中定义的基带、RF、EDR 等重要试验项目，通过一次操作，就可以自动综合测量产品的性能是否符合试验标准。使用者可以轻易变更 12 个 RF 试验情况和 7 个关于 EDR 的 RF 測試項目中的测量标准和条件，还可以同时执行几个测试項目。使用者可以通过 GUI 确定测量结果报告书，并可以将其存为文件后进行复制。 快速测量模式 生产测试中,将最经常使用的 4 种测试项如下：(Output Power, Modulation Characteristic, Initial Carrier Frequency Tolerance, Carrier Frequency Drift) RF 测试項目组合，能适用于使用者生产系统的最佳条件进行测量，TC-3000C 提供了Quick Test Case 功能。通过这个，可以节省不必要的测量时间，提高生产效率。 音频分析 TC-3000C 的音频分析功能是使用 Bluetooth 的音频协议子集，通过 Bluetooth 连接，发送 tone 信号、分析接收器中收到的信号。它不仅可以检测音频，还可以检查 RF 性能，因而不同于单纯地仅检查音频性能的一般音频分析仪。TC-3000C 的音频分析除了提供音频信号的 Distortion、SINAD、RMS 等基本分析功能外，还提供 Audio Spectrum、SCO 回送、Audio Sweep 等具有广泛实用性的各种分析功能。  代理：北京联华行

WI-Fi 测试系统     全套测试解决方案。包括Wi-Fi测试仪MTP200A、Shield Box屏蔽箱 TC-5915A, TEM CELL横向电磁波箱暗室 TC-5062C,  Antenna Coupler天线耦合器TC-93060A, RF cable射频电缆, Fixture定位夹具 F591504A等各种测试附件，以及全自动测试软件。   Tescom 的 MTP200A Non-Signaling test 非信令测试 适合Wi-Fi和BTLE(Low Energy) 蓝牙低功耗。 MTP200A可实现Signal Generator(GEN) 和Signal Analyzer(ANL) 仪器特点 信号发生器/信号分析仪：Signal Generator/Signal Analyzer Wi-Fi 或（和）BT_LE 可选 Waveform Creator Wi-Fi 软件可编辑上传各种测试文件 CW Mode 连续波输出 Color LCD 彩色显示屏 PC 可电脑控制 两种控制接口：USB Port(USB To Serial)和GPIB 固件升级方便：USB Port(USB To Serial) Firmware 尺寸小巧： 210(w) x  342(d) x 88( h) mm  Half Rack/2U 1   MTP200A Wi-Fi Test System 支持：Wi-Fi 802.11 a/g/n. 1 Wi-Fi Signal Analyzer (ANL) 测 DUT 发射性能 Wi-Fi测试仪MTP200ASignal Analyzer时可测试下列参数 RMS EVM, （均方根误差向量幅度） Power, （功率） Frequency Error, （频率误差） Clock Error （时钟误差） I/Q Constellation Diagram 星座图 1.2   Wi-Fi Signal Generator (GEN) 测DUT 接收性能 measure the sensitivity灵敏度 and the Packet Error Rate (PER).误帧率 Tescom’s Waveform Creator （电脑运行软件） Waveform Creator Wi-Fi 802.11 a/g/n OFDM Signal 可编辑仪器发出的文件内容MAC Header,  Data  Type,  Length,  and  Data  Rate文件后缀.twf可保存40个文件到MTP200A 参考：WI-Fi频率范围：2400 ~ 2500 MHz (2) 4900 ~ 5350 MHz (3) 5470 ~ 5875 MHz 信道/频率 (1) 1/2412,   2/2417,  3/2422,  4/2427,  5/2432,  6/2437,  7/2442, 8/2447,    9/2452,   10/2457,   11/2462,   12/2467,   13/2472, 14/2484 (2) 34/5170, 36/5180, 40/5200, 44/5220, 48/5240, 52/5260, 56/5280, 60/5300, 64/5320 (3)  100/5500,   104/5520,    108/5540,   112/5560,   116/5580, 120/5600,   124/5620, 128/5640,   132/5660,   136/5680, 140/5700,   149/5745,   153/5765,   157/5785, 161/5805, 165/5825 BT_LE Test System MTP200A可Non-Signaling test 蓝牙低功耗BT LE 的测试项RF Test Case。Advertising test 2.1  BT_ LE Signal Analyzer (ANL)  测试模式 3 项 MTP200A的BT_LE Signal Analyzer用于产品发射性能测试 MTP200A测试仪的BT LE Transmitter Test (TRM-LE) Output power (TRM-LE/CA/01/C) （输出功率） Modulation characteristics (TRM-LE/CA/05/C) （调制特性） Carrier frequency offset and drift (TRM-LE/CA/06/C) （载波频率偏移和漂移） Output power + Modulation characteristics + Initial carrier frequency tolerance( at Advertising test mode ) 2.2   BT_LE Signal Generator (GEN)  2 项 MTP200A的Signal Generator 用于产品接收性能测试BTLE Receiver Tests (RCV-LE) Receiver sensitivity (RCV-LE/CA/01/C) 接收灵敏度 Maximum input signal level(RCV-LE/CA/06/C) 最大输入信号电平 北京联华行作为韩国TESCOM正式代理商，可为用户提供全面的技术服务