En stærk MCU, der er født til Bluetooth, synger og finder vej til at mestre

  Siden BluetoothLE blev introduceret til Bluetooth-standarden, er den vokset med en alarmerende hastighed. Dens hurtige og følsomme færdigheder udgør de mangler ved klassisk Bluetooth og er meget populære blandt producenterne. Ifølge Bluetooth Alliance, i 2022, vil lav-power Bluetooth single-mode chips tegne sig for mere end en tredjedel af alle Bluetooth-chipforsendelser.

Dialog Semiconductor har også investeret meget tidligt i dette marked. Ifølge Mark de Clercq, direktør for Dialog's Low-Power Connectivity Business Unit, har dens Bluetooth-lav-power SoC-forsendelser nået 250 millioner enheder og er blevet implementeret på det globale marked. Andenplads.

Mark de Clercq, direktør, forretningsenhed med lav strømforbindelse, Dialog Semiconductor

Den brede produktlinje er garantien for Dialogs høje forsendelser. Der er små front-end lavspændingsprodukter til enkle applikationer og en mere integreret produktlinje til high-end produkter. Men den mest forventede af Dialog er den nyligt lancerede DA1469x-serie, der er kendt som det "unikke" produkt.

Lærede trådløs MCU

DA1469x er verdens første masseproducerede trådløse MCU ARM Cortex-M33. Den har en softwarekonfigurerbar protokolmotor og understøtter den nyeste Bluetooth 5.1-standard, mens du integrerer en avanceret indbygget strømstyringsenhed. Det har også en unik kombination af analoge og digitale enheder.

For at imødegå de tre hovedfunktioner i IoT-målprogrammet: sensing, behandling og kommunikation, er den konfigureret med tre processorer, som hver især kan udføre sine respektive funktioner på en optimal måde.

Kernebehandlingsenheden vælger ARM Cortex-M33 applikationsprocessoren, det nyeste produkt i ARM Cortex-M familien, herunder flydende punkt enheder, hukommelsesbeskyttelsesenheder og DSP ekspansion motorer. For fuldt ud at udnytte M33-potentialet er dets hukommelse skalerbar, og brugerne kan frit vælge.

Mange udviklere er bekymrede for kodesikkerhed, og DA1469x er udstyret med en eksekverbar QSPI flash-hukommelse, der gør det muligt for kunderne at udføre kode sikkert.

Denne MCU "har en stunt", det kan siges, at det integrerer forskellige funktioner, der kan tænkes på i øjeblikket: Der er en indbygget display controller til at realisere en rig brugergrænseflade, en indbygget baggrundsbelysning hvid LED driver og en intern touch controller. Der er også en helt autonom stepper motor controller. Derudover understøtter den to kanaler med lydindgang og -udgang, indbyggede ERM- og LRA-drivere for at give taktil feedback til brugeren.

I den forreste ende af den analoge grænseflade er der to ADC'er: en med høj datahastighed og en lidt lavere nøjagtighed; en med høj nøjagtighed, men med en lidt lavere prøveudtagningshastighed.

For at optimere strømstyrken og kontrollere så mange grænseflader kræves der en anden kernemikro DSP. Det er softwareprogrammerbart, helt autonomt, og klienten kan styre grænsefladen via en digital seriel grænseflade uden at det er nødvendigt at andre funktioner på chippen skal være aktive.

Den sidste kerne er chipets logo, som er ansvarlig for den trådløse forbindelsesdel, som er ARM Cortex-M0 +. Den har en softwareprogrammerbar protokolmotor, der også understøtter den nyeste Bluetooth 5.1-standard såvel som den 2.4GHz proprietære protokol. Radiofronten har en maksimal udgangseffekt på + 6dBm og en modtagelsesfølsomhed på -97dBm. Den tilgængelige strøm erstatter dækningen. RF-designet kan opnås ved at integrere alle komponenter i den eksterne forside, herunder en integreret balun, en 50Ω-matchet enkelt RF IO-pin og en enkelt PCB-layoutantenne.

Dialog startede med udviklingen af ​​strømstyringschips, så denne MCU er også et stærkt punkt i strømstyring. Den chip native support inkluderer genopladelige batterier såsom lithium polymer batterier, lithium-ion batterier, knap batterier osv. Alle interne strømstyring er gjort on-chip. For nogle komplekse systemer kan DA1469x også styre eksterne enheder via DC / DC. Mest set har den syv uafhængige magtområder, der kan drives, når kunden har brug for det. For eksempel, når Bluetooth anvendes, leverer kun det Bluetooth-relaterede strømdomæne strøm. Chippen vil også tildele strøm i henhold til funktionen.

Der er to gode tricks

Det traditionelle Bluetooth-felt er lydoverførsel, men denne færdighed kan også blive røvet, og DA1469x kan også overføre Hi-Fi-lyd.

Dialog udviklede en demo til ægte trådløst stereo TWS lydsystem med Bluetooth lav energiteknologi med DA1469x, brugerne kan tydeligt modtage Hi-Fi lydkvalitet musik. Mark de Clercq kalder dette et ægte stereoanlæg. "Vi har en sender, der overfører lydstrømme over to kanaler, en til venstre øre og en til højre øre. De venstre og højre kanaler kommunikerer ikke med hinanden. Dette er analog med klassisk Bluetooth. Dette er en stor forskel. I denne demonstration bruges to separate kanaler til at transmittere lydstrømmen, som kan synkroniseres til en tidsforskel på 1 ms, hvilket sikrer en ægte stereooplevelse. "

Men han sagde også, at transmissionen af ​​Hi-Fi-lyd gennem BLE stadig er i en proof of concept-fase, og der er stadig behov for protokolforbedringer, mens chippen også skal reducere strømforbruget for at forlænge batterilevetiden. Men potentialet til at transmittere Hi-Fi-lyd over BLE har været veldokumenteret.

Et andet trick er positioneringsfunktionen, som også er en ny tilføjelse til den nye Bluetooth 5.1-standard, anvendelsesvinklen (AoA) og udgangsvinkel (AoD) til homing. Applikationer som indendørs positionering, genstandsporing, adgangskontrol, nøgleløs oplåsning mv vil alle nyde godt af denne funktion i den nye 5.1 standard.

Mark de Clercq forklarer, hvordan ankomstvinklen (AoA) fungerer. "Vi antager, at der er en transmitter, der sender et serielt signal. Modtageren har flere antenner, der hver modtager et signal. To forskellige antenner modtager signaler Når der er en faseforskel, analyser faseforskellen for at danne strålens vinkel for at bestemme modtagerens retning i forhold til senderen. "

Nøglen til denne applikation er antennens design. Dialog giver en meget klar applikationsnota og et antennereference design, der gør det muligt for kunden at efterligne disse designs og sikre, at den designet ydelse er optimal.

Udviklerens evangelium

Udviklere har ofte hovedpine ved udviklingen af ​​Bluetooth-relaterede produkter, fordi udvikling er langt vanskeligere end fantasi.

Dialog giver et komplet softwareudviklingssæt til løsning af brugerens problemer. Der er tre hovedværktøjer, den første er det forudindstillede Eclipse-integrerede udviklingsmiljø og SDK, efterfulgt af et udviklingssæt SmartSnippets Studio, og endelig Connection Manager til fejlfinding, protokollanalyse og testning.

Det er rapporteret, at SmartSnippets Bluetooth-protokollestakken er en relativt moden protokolstabel, og kunderne har udviklet en række produkter med dette værktøj. Denne stabel understøtter de nyeste Bluetooth-standardspecifikationer og understøtter også en række andre funktioner, der gør det muligt for kunderne at forbedre applikationsudviklingen.

Mark de Clercq tilføjede: "Dialog Bluetooth Protocol-stakken er integreret i et meget omfattende softwareudviklingssæt, der giver alle værktøjer til ingeniører til at udvikle applikationer uden at ingeniører er involveret i softwaren. Ud over systemer, LLD'er, og middleware er der et sæt API'er på applikationsniveau, der giver ingeniører mulighed for at nyde disse funktioner uden at skulle styre hver enkelt del. Dialog har også en række softwareeksempler, der giver ingeniører mulighed for at fremskynde applikationsudvikling. "

"Sammen med softwareværktøjer tilbyder Dialog et komplet hardwareudviklingssæt, der gør det muligt for kunderne at udvikle deres egen software på hardwaren. Hardwareudviklingspakken indeholder et bundkort, der integrerer mange vigtige funktioner og funktioner, og en datterbræt, datterbræt der er DA1469x på dette produkt, "sagde Mark de Clercq.

Dialog forventning til dette produkt er "at give kunderne mulighed for at udvikle næste produktcyklus", så det bruger den seneste 55nm ULP-proces. Ifølge Mark de Clercq har serien været i volumenproduktion, prøver og udviklingssæt er tilgængelige via globale distributørpartnere, og alle softwareværktøjer er tilgængelige på den officielle hjemmeside.