Samanburður á eigin RF og Bluetooth

Hönnuðir hafa margar ákvarðanir þegar kemur að þráðlausa tengingu í forritum, allt frá mannlegum tengitæki (HID) til fjarsensna fyrir internetið (IoT). Eitt af því grundvallaratriðum sem þarf að gera og einn sem margir hönnuðir eru ennþá kvíðaðir um, er hvort að fara með stöðluðu RF-tengi eins og Wi-Fi, Bluetooth eða ZigBee eða sérsniðið RF líkamlegt lag (PHY ) hönnun og siðareglur.

Ástæðurnar fyrir því að velja einn yfir hinn eru margir, en einnig eru hlutfallslegir afleiðingar hvað varðar kostnað, öryggi, orkunotkun, samvirkni, hönnunartíma, robustness í andliti truflana, sambúð, tafir og vottunarkröfu. Mörg þessara viðskipta er tengd þannig að hönnuðir verða fyrst að ákvarða hönnunarkröfurnar og þá hagræða í samræmi við það.

Þessi grein mun fjalla um þá þætti sem þarf að hafa í huga þegar þeir velja á milli staðlaðs Bluetooth-tengi og sértækra RF-siðareglur. Það mun þá kynna Bluetooth 5 mát og síðan fylgja sílikonlausn sem hægt er að framkvæma sér siðareglur með viðeigandi viðmiðunarreglum um hvernig á að fljótt fá upp og keyra.


Sérstakar RF kostir og gallar
Málið fyrir sér PHY og samskiptareglur er sterk ef hönnun krefst hagræðingar í átt að öryggi, lágmarksstyrkur, lítið fótspor og árangur.

Öryggi er mikilvægt fyrir margar umsóknir, frá bílskúrshleraranum til IoT-tækjanna. Með sérvarpi er fjallað á ýmsa vegu. Til að byrja, tryggja hönnun "öryggi í gegnum-hylja" í því að RF tengi sem er ekki vel þekkt er erfiðara að hakk. Það er líka tilhneigingurinn fyrir sérsniðin tengi að vera punkt-til-punktur eða að starfa í lokuðu kerfum sem tengjast ekki víðtækari netum og halda því áfram að vera falin. Að lokum eru hönnuðir einkaleyfisflokka frjálsar til að þróa eigin háþróaða dulkóðunaralgoritma eða klára staðfestu, án þess að þurfa að vera samhæfðar með öryggisalgoritmi frá öðrum framleiðendum. Að vera öðruvísi er í sjálfu sér öryggisforskot.

Sérsniðin útvarpstækni getur verið gagnleg þegar kemur að því að tryggja öfluga tengingu í andliti truflana frá Wi-Fi netum, örbylgjuofna, þráðlausum síma og öðrum þráðlausum þráðlausum netum. Án þess að vera bundin við stöðluðu, hafa hönnuðir sveigjanleika til að nýta betur litið með því að nota aðferðir eins og bein-röð breiddaróf (DSSS) og tíðnihoppbreiddarspektrum (FHSS). Að auki geta þeir samþykkt eigin valið kóðunaráætlun miðað við áætlaðan hlekk fjárhagsáætlun til að fá meiri afköst eða minni orkunotkun.

Þessi sveigjanleiki gildir einnig um gagnauppbygginguna. Án pakka kostnaður sem þarf til að tryggja samvirkni við þráðlausa búnað sem byggir á stöðlum, getur pakkastýringin verið straumlínulögð í samræmi við þarfir umsóknarinnar.

Frá sjónarhóli vélbúnaðarhönnunar, vel skilið árangurskröfur og fullvissu um að þessar kröfur muni ekki breytast síðar leyfir hönnuðir eigin RF-tengi að vera bjartsýni fyrir pláss, kraft og afköst. Þeir geta gert það með því að nýta aðeins þær aðgerðir sem þarf til að mæta þörfum umsóknarinnar.

Þrátt fyrir að einkaréttarfréttir hafi marga kosti, þá eru ýmsar þættir sem þarf að taka tillit til. Hið fyrra er kostnaður: Til að réttlæta kostnað vegna ótengdrar verkfræði (NRE) á sérsniðnum RF IC hönnun og tengdum hugbúnaði, sérstaklega fyrir lágmarkskostnaðartæki, ætti áætlað magn að vera> 100,000.

Tæplega kostnaður er hönnunartíminn, sérstaklega í ljósi óskir RF-hönnunar og vel skjalfestur skortur á RF sérfræðiþekkingu, svo og tíma sem tekur til að þróa vélbúnaðinn og hugbúnaðinn sem þarf til að ná árangri.

Bluetooth almennt samþykkt, alltaf aðlögun
Á hinum Extreme er Bluetooth. Upphaflega hönnuð sem einföld punkt-til-punkt snúru skipta tækni fyrir HIDs og önnur tæki sem voru entangling notendur, varð það fljótlega þráðlaust hljóð og tæki til tæki tengsl lausn. Njóta góðs af þéttum stjórn Bluetooth Special Interest Group (SIG), Bluetooth er vel skilið og hönnuðir geta verið viss um að tækin þeirra munu tengja og vera rekstrarsamhæf við önnur Bluetooth-tæki, óháð vélbúnaði.

Wide samþykkt og rekstrarsamhæf tæki hafa leitt til mikils vélbúnaðar og hugbúnaðar, þar með talin lægri kostnaður og fljótur tími til að markaðssetja hönnun sem krefst þráðlaust tengi. Að auki hefur Bluetooth þróast í gegnum árin.

Það hefur alltaf verið starfrækt í 2.4 GHz iðnaðar, vísindalegum og læknisfræðilegum (ISM) hljómsveitinni, sem hefst með GFSK mótum af níutíu og níu 1 MHz flytjendum sínum og gefur afköst 1 Mbit / s. Þetta heitir Bluetooth Basic Rate (BR). Aðlögunarhæfni FHSS kóðunaráætlunin gerir það kleift að halda áfram að vera sterkur í andlitið á truflunum, jafnvel þótt IoT færir meira þráðlaust tengd tæki. Til að komast í hærra gagnahraða notar Bluetooth 2.0 + Aukin gagnahraði (EDR) π / 4-DQPSK (breytingarmörk fyrir mismunun kvaðratfasa vaktunar) og 8DPSK mótum til að fá hlutfall af 2 og 3 Mbits / s, í sömu röð.

Þó að Bluetooth sé vel stjórnað af SIG, þurfa hönnuðir að læra náið með breytingunum sem komu fram við kynningu á Bluetooth 4.0 Core Specification í 2010. Þetta kynnti Bluetooth Low Energy (BLE), sem áður var markaðssett sem Bluetooth Smart. BLE er ekki afturábak samhæft við Bluetooth Classic, svo hönnuðir þurfa að vera varkár hér.

Megintilgangur BLE er lítil máttur. Það nær til þess með því að flytja frá tengingu sem tengist Bluetooth Classic, þar sem tæki eru alltaf tengdir, í ótengdum aðferðum þar sem þeir tengjast aðeins þegar þeir þurfa að eiga í stuttan tíma. Umsóknir eru wearables eins klár klukkur og skynjarar fyrir IoT.

Nýjasta útgáfan, Bluetooth 5, tvöfaldar BLE gagnahraða í 2 Mbits / s frá 1 Mbit / s og eykur fjölda 128 kbit / s tengingar með 4x í allt að 50 m með því að nota sterkari leiðréttingar fyrir framan villa (FEC) . Hærra gagnahraði gerir kleift að senda fleiri pakka fyrir tiltekinn tíma rifa, þannig að orkunotkun minnkar þar sem tækið getur dvalið í lágmarksstyrk eða aðgerðalausan hátt í langan tíma.

Lengra svið gefur hönnuðum meiri sveigjanleika til að skiptast á gögnum fyrir fjarlægð fyrir hvaða Bluetooth tæki, þar á meðal Beacons. Beacons eru rafhlaða ekið BLE tæki sem útvarpa auðkenni sín til nálægra farsíma svo þessi tæki geta framkvæmt ákveðnar aðgerðir þegar nálægt beacon. Vinsælt hjá auglýsendum, gera þeir einnig nákvæmar innri og úti rekja spor einhvers.

Hins vegar, SIG útfært annað áhugavert klip sem sérsniðnar RF tengi hönnuðir geta einnig gert: þeir lækkuðu hlutfalli kostnaður-til-byrði, sem þurfa færri sendingar til að senda tiltekna upphæð af "alvöru" gögn, til frekari draga úr orkunotkun.

Það sem byrjaði sem einföld snúningur skipti tækni hefur morphed í eitthvað miklu meira gagnlegt. Þess vegna eru hönnuðir nú líklegri til að leita að fljótlegan og auðveldan Bluetooth lausn frekar en að fara í gegnum kostnað og kostnað við að hanna eigin RF tengi.


Að fá að keyra á Bluetooth
Þessi tilhneiging til að kjósa Bluetooth-tengi er að verða nauðsynleg þar sem tímamarkaðir gluggar eru þröngar og hönnunarkostnaður minnkar. Til allrar hamingju, fyrir marga hönnun er nóg pláss til að mæta Bluetooth-einingunni, sem gerir hönnunarhópnum kleift að einbeita sér að lokapróf og aðgreining.


Eiginleikar vs Bluetooth sætispunktur
Milli fullrar sérsniðnar sérútvarps útvarpstækni og venjulegu Bluetooth er annar valkostur: Radíus sendisvarinn sem er utan um sig, þar sem hönnuðir geta þróað eigin siðareglur og kóðunaráætlanir, eða tekið upp hylkisútgáfur eins og Ant, Thread, eða ZigBee. Með minnkandi kostnað af tiltækum sílikonum og fjölbreyttu hugbúnaðarstuðningi getur þetta verið "sætt blettur" fyrir hönnuði sem leita að aðgreiningum, einhverjum breiddargráðu fyrir hagræðingu og möguleika á að auka öryggi, allt á meðan að halda kostnaði í lágmarki og hönnun áætlanir ósnortinn.


Niðurstaða
Það eru margar ástæður til að velja annaðhvort sérhannað RF-hönnunarleið eða staðlaða Bluetooth-útvarp. Hver hefur sinn stað þegar kemur að því að mæta hönnun og kröfum varðandi kostnað, tíma, árangur, stærð, öryggi og marga aðra þætti. Hins vegar, fyrir hönnuði sem vilja fá margar kostnaðar- og tímabundnar ávinnings af kísilhólfinu, auk sveigjanleika til að bæta við sérsniðnum aðgreiningum, eru framleiðendur nú einnig að bjóða upp á traustan vélbúnaðartæki til að byggja upp.

Skildu eftir skilaboð 

Skilaboðalisti