低功耗藍牙芯片為何如此省電?

低功耗藍牙芯片為何如此省電?它和經典藍牙技術相比，主要的改變集中體現在待機功耗的減少、高速連接的實現和峰值功率的降低三個方面。
 
待機功耗的下降
 
傳統藍牙設備的待機耗電量大一-直是為人所詬病的缺陷之一，這與傳統藍牙技術動輒采用16~ 32個頻道進行廣播不無關系，而低功耗藍牙芯片僅使用了3個廣播通道，且每次廣播時射頻的開啟時間也由傳統的22.5ms減少到0.6~1.2ms，這兩個協議規范上的改變顯然大大降低了因為廣播數據導致的待機功耗;此外低功耗藍牙芯片設計了用深度睡眠狀態來替換傳統藍牙的空閑狀態，在深度睡眠狀態下，主機長時間處于超低的負載循環(DutyCycle)狀態，只在需要運作時由控制器來啟動，因主機較控制器消耗更多的能源，因此這樣的設計也節省了最多的能源;在深度睡眠狀態下，協議也針對此通訊模式進行了優化，數據發送間隔時間也增加到0.5~4s，傳感器類應用程序發送的數據量較平常要少很多，而且所有連接均采用先進的嗅探性次額定(Sniff-Subrating)功能模式，因此此時的射頻能耗幾乎可以忽略不計，綜合以上因素，低功耗藍牙芯片的待機功耗較傳統藍牙大大減少。
 
高速連接的實現
要明白這一過程，我們必須先介紹一下藍牙設備和主機設備的連接步驟。
第一步:通過掃描，試圖發現新設備。
第二步:確認發現的設備沒有而己軟件，也沒有處于鎖定狀況。
第三步:發送IP地址。
第四步:收到并解讀待配對設備發送過來的數據。
第五步:建立并保存連接。
 
按照傳統的藍牙協議的規范，若某一藍牙設備正在進行廣播，則它不會響應當前正在進行的設備掃描，而低功耗藍牙芯片協議規范允許正在進行廣播的設備連接到正在掃描的設備上，這就有效避免了重復掃描，而通過對連接機制的改善，低功耗藍牙芯片下的設備連接建立過程己可控制在3ms內完成，同時能以應用程序迅速啟動鏈接器，并以數毫秒的傳輸速度完成經認可的數據傳遞后并立即關閉連結,而傳統藍牙協議下即使只是建立鏈路層連接都需要花費100ms，建立L2CAP(邏輯鏈路控制與適應協議)層的連接建立時間則更長。
 
藍牙低功耗協議還對拓撲結構進行了優化，通過在每個從設備及每個數據包上使用32位的存取地址，能夠讓數十億個設備能被同時連接。此技術不但將傳統藍牙一對一的連結優化，同時也利用星狀拓撲來完成一對多點的連結。在連接和斷線切換迅速的應用場景下，數據能夠在網狀拓撲之間移動，但不至于為了維持此網絡而顯得過于復雜，這也有效減輕了連接復雜性，減少了連接建立時間。
 
降低峰值功率
低功耗藍牙芯片對數據包長度進行了更加嚴格的定義，支持超短(8 ~ 27Byte)數據封包，并使用了隨機射頻參數和增加了GSFK調制索引，這些措施最大限度地減少了數據收發的復雜性;此外低功耗藍牙芯片還通過增加調變指數，并采用24位的CRC(循環冗余檢查)確保封包在受干擾時具有更大的穩定度，低功耗藍牙芯片的射程增加至100m以上，以上措施結合藍牙傳統的跳頻原理，有效降低了峰值功率。
 
Bluetooth的靈魂在于應用而非速度,如何讓應用的門檻更低,讓上手更容易，讓設備自動化程度更高，需要用戶介入的過程越少，使用者的感受越好，數據的可靠程度越高，移動的便利性越強，那么它就是Bluetooth該努力的方向。
 
上海巨微MS1656是單模超低功耗藍牙芯片，射頻采用2.4GHz ISM頻段的頻率，2MHz信道間隔，符合藍牙規范。使用高性能的ARM®Cortex®-M0+為內核的32位微控制器，最高工作頻率可達24MHz，內置高速SRAM存儲器，豐富的增強型I/O端口和外設連接到外部總線。工作電壓為2.4V ~ 3.6V，工作溫度范圍包含-40℃~ +85℃常規型。具有低電壓、低功耗、低待機電流、快速喚醒等特點。提供QFN20封裝形式，提供低成本解決方案，適合于多種應用場合，包括Beacon、電機驅動和應用控制、充電器、溫控器、記錄儀、警報系統、門禁系統、數據采集和傳輸系統等。此型號備有現貨庫存，巨微代理為用戶提供產品相關技術支持。
 

本文關鍵詞：低功耗藍牙芯片  

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