作者: Donnie Garcia
當今的藍牙微控制器是集成的微小奇跡。即使是空間要求最小的嵌入式設計中也適用，并將CPU、內存資源和外設以及射頻功能所需的元件封裝在一起。但藍牙MCU的型號以及其具有的“藍色色調”多得讓人眼花繚亂、無(wú)從選擇。
為了幫助縮小選擇范圍并為您的設計找到恰當的色調，考慮設備功能和射頻性能這兩種不同類(lèi)別的參數很有用。我們仔細了解一下每個(gè)參數。
功能變化
這涵蓋了藍牙MCU的能力和不足。需要考慮的關(guān)鍵區別是支持的藍牙版本、專(zhuān)有協(xié)議的使用以及MCU的連接資源。
Bluetooth SIG版本（4.2、5.0、5.1等）
Bluetooth SIG的每個(gè)標準版本中，都有必選和可選功能。必選功能確保認證設備滿(mǎn)足最低限度的功能，而可選功能，顧名思義，是幫助實(shí)現諸如改進(jìn)功耗、擴展范圍或支持新用例等功能。例如，有遠程連接、測向和廣告擴展的可選功能。需要注意的是，大多數可選功能只有在無(wú)線(xiàn)連接的兩側都存在時(shí)才起作用。要了解給定MCU的可選功能，請仔細查看產(chǎn)品規格。例如，在當前的恩智浦產(chǎn)品組合中，我們擁有實(shí)現版本4.2到5.0的藍牙MCU。KW38是一款藍牙5.0設備，支持5.0的所有可選功能，包括遠程功能（本視頻向您展示了其工作原理）。
Rx/Tx專(zhuān)有場(chǎng)景
許多藍牙產(chǎn)品支持您訪(fǎng)問(wèn)并控制無(wú)線(xiàn)設備，因此您的設備可以支持專(zhuān)有的接收和發(fā)送場(chǎng)景。如果您希望在提供較低延遲和較低功耗的特定頻段內通信，這些場(chǎng)景將非常有用。這些Rx/Tx專(zhuān)有場(chǎng)景不在標準范圍內，因此可能很難知道支持該協(xié)議需要什么。恩智浦的KW系列和QN908x采用獨立的通用頻移鍵控（FSK）鏈路層完善了藍牙堆棧軟件，而采用此藍牙產(chǎn)品驗證的一組軟件API簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)專(zhuān)有協(xié)議的任務(wù)。
連接資源
有幾個(gè)參數屬于這一類(lèi)，但最常見(jiàn)的是設備可以支持的外設數量、接受或配對設備列表的大小以及可解析的專(zhuān)用地址的數量。一般來(lái)說(shuō)，計算性能更高的藍牙MCU會(huì )提供更多的連接資源。最簡(jiǎn)單的設備通常最多支持三個(gè)連接，恩智浦的藍牙MCU在整個(gè)產(chǎn)品組合中支持8到16個(gè)設備。
性能變化
此類(lèi)別涵蓋了給定藍牙MCU執行射頻相關(guān)功能的良好情況。而要考慮的關(guān)鍵特性是接收器（Rx）靈敏度、發(fā)射器（Tx）輸出功率和發(fā)射器/接收器功耗。
Rx靈敏度
這測量了藍牙MCU檢測和處理無(wú)線(xiàn)數據所需的信號強度，通常表明了具有挑戰性的環(huán)境中信號性能的穩健程度以及支持的射程。設備越靈敏，射程就越長(cháng)。接收器靈敏度通常以特定的調制和比特率表示，例如低功耗（LE）藍牙的靈敏度為1 Mbps。請注意，靈敏度測量使用對數刻度，因此微小的差異都會(huì )對信號性能產(chǎn)生影響。例如，額定值的范圍從-93 dBm到-98 dBm，這是信號較好情況的兩倍多。規定的靈敏度通常是考慮的起點(diǎn)，因為它表示最佳情況。其他需要考慮的因素還有天線(xiàn)、PCB甚至設備封裝（晶圓級封裝通常性能更好）。恩智浦產(chǎn)品組合的亮點(diǎn)包括QN908x系統級封裝（帶NFC的SiP0，規格為-92.7 dBm）和KW38藍牙5.0 MCU（可達到-98 dBm）。
Tx輸出功率
這可以測量射頻傳輸的功率大小。為了減少對外部功率放大器（PA）的需求，藍牙MCU有時(shí)會(huì )集成自己的功率放大器，因此它們可以將射頻功率提升到更高的水平。更高的輸出功率可擴展傳輸范圍并克服環(huán)境對傳輸的影響。當今的綜合發(fā)射功率額定值從0 dBm到近20 dBm。添加外部功率放大器所能達到的水平，可能會(huì )超出僅使用集成功能的水平。在恩智浦產(chǎn)品組合中，Tx輸出功率范圍從2 dBm到15 dBm，最近發(fā)布的K32W041A支持15 dBm輸出功率。
Tx/Rx功耗
它可測量藍牙MCU啟用無(wú)線(xiàn)設備接收或發(fā)送模式所需的功率。這是電池供電應用的一個(gè)重要參數。它通常表示為特定電壓電平下的電流。發(fā)射功率通常以標稱(chēng)發(fā)射輸出功率（0 DBm）表示，這使我們更容易了解藍牙無(wú)線(xiàn)設備的節能情況。較低的Tx和Rx峰值電流可能會(huì )延長(cháng)電池壽命，但這在很大程度上取決于應用需要完成的任務(wù)。最先進(jìn)的藍牙MCU在Tx和Rx場(chǎng)景中的功率低于12 mW。未經(jīng)優(yōu)化的藍牙MCU可能需要高達40 mW的功率，這對于較小的電池來(lái)說(shuō)并不理想，但對于壁式供電的應用（如燈泡）來(lái)說(shuō)，這可能是一個(gè)很好的選擇。恩智浦產(chǎn)品組合包括高度優(yōu)化的QN908x，它支持功率低于12 mW的發(fā)射器和接收器，以及其他更接近20 mW的解決方案，這仍然是電池運行的良好選擇。
其他考慮因素
除了功能和性能之外，與嵌入式設計相關(guān)的其他因素也會(huì )影響您的選擇。例如，內存量、外設數量和對省電模式的支持等特定的MCU功能，在選擇過(guò)程中都起著(zhù)重要作用。
從更廣泛的角度來(lái)看，還要考慮哪些有助于簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和區分設計。此時(shí)軟件支持、技術(shù)支持和互補產(chǎn)品就會(huì )浮現在腦海中。這正是恩智浦脫穎而出的一個(gè)領(lǐng)域，我們提供經(jīng)行業(yè)驗證的各種安全解決方案，將藍牙與Wi-Fi和NFC等其他連接技術(shù)相結合，并擁有致力于邊緣解決方案的廣泛產(chǎn)品組合。簡(jiǎn)而言之，我們能為嵌入式系統提供極具領(lǐng)先性的技術(shù)廣度和規模，我們幫助解決從終端節點(diǎn)到云端的各種藍牙操作的問(wèn)題。
如需了解有關(guān)恩智浦藍牙MCU產(chǎn)品的概述以及匯總表中的關(guān)鍵參數，請訪(fǎng)問(wèn)恩智浦網(wǎng)站的此頁(yè)面。
作者：
Donnie Garcia
恩智浦半導體系統與應用工程師
Donnie Garcia從擔任8位和16位MCU的應用工程師開(kāi)始，開(kāi)啟了自己的半導體職業(yè)生涯。他幫助定義和設計面向消費電子和工業(yè)應用的低功耗MCU，目前擔任物聯(lián)網(wǎng)和安全解決方案的應用和系統工程師。Donnie已經(jīng)撰寫(xiě)了近20份技術(shù)出版物（在線(xiàn)研討會(huì )、白皮書(shū)、文章、應用筆記、工程公告）。
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