Программа Сервисный Центр
0

Системы на кристалле компании Toshiba, отвечающие требованиям Bluetooth 4.2, сочетают сверхнизкий ток и расширенную функциональность со сниженной стоимостью компонентов


Устройства, поддерживающие Bluetooth 4.2, позволяют снизить потребляемый ток, улучшить работу радиоканала, повысить скорость и безопасность, а также снизить количество компонентов.

Компания Toshiba Electronics Europe подтверждает, что устройства Bluetooth® с низким энергопотреблением [1] (BLE) «система на кристалле» (SoC) последнего поколения (Generation2, "G2") – первые устройства, обеспечивающие полное соответствие новым требованиям спецификации Bluetooth версии 4.2. Кроме того, новые устройства Toshiba могут снизить энергопотребление на 50 % по сравнению с текущими изделиями [2] для устройств Интернета вещей с питанием от миниатюрных литиевых батарей, одновременно снижая стоимость компонентов и необходимое пространство на печатной плате. Они также поддерживают функции BLE 4.2, недоступные во многих устройствах конкурентов.

Системы на кристалле компании Toshiba, отвечающие требованиям Bluetooth 4.2, сочетают сверхнизкий ток и расширенную функциональность со сниженной стоимостью компонентов

Значения потребляемого тока 3.3 мА для приема (RX) и 3.3 мА для передачи (TX) [3] достигаются за счет использования соответствующей архитектуры и схемных решений аналоговых цепей, что значительно увеличивает срок службы батареи. Технология SoC компании Toshiba также предусматривает интеграцию радиочастотных [4] согласующих цепей, что позволяет избавиться от согласующих цепей между устройством и антенной. Устройство позволяет проектировщикам не использовать конденсаторы, которые обычно устанавливаются вместе с внешними кварцевыми генераторами. Это способствует уменьшению размеров устройств Интернета вещей за счет сокращения количества требуемых внешних компонентов до семи, обеспечивая дальнейшее уменьшение габаритов схемы на печатной плате на 20%.

Технология Bluetooth® с низким энергопотреблением, разработанная специально для беспроводного обмена данными низкой мощности, используется во многих устройствах Интернета вещей в целях снижения веса и увеличения времени работы батареи. Как правило, существует компромисс между потреблением тока (для носимых устройств основным требованием является потребление тока в диапазоне 3-4 мА) и эффективностью работы радиочастотного блока (чувствительностью приемника и мощностью передатчика). Традиционные устройства SoC BLE не могут удовлетворять обоим требованиям одновременно. Хотя интеграция внешних компонентов в SoC BLE служит эффективным способом уменьшения размеров устройств Bluetooth® с низким энергопотреблением, ухудшение чувствительности приемника и снижение мощности передатчика SoC BLE со встроенными радиочастотными согласующими цепями остается проблемой из-за потерь на рассогласование.

Компания Toshiba реализовала три технологии снижения потребляемого тока SoC BLE: (1) конфигурация архитектуры приемника для снижения потребляемого тока; (2) высокоэффективная система управления питанием; (3) конструкция радиочастотного блока с низким потребляемым током.

  • В архитектуре приемника используется локальный синтезатор с частотой, равной половине частоты традиционного приемника, что позволяет снизить потребляемый ток локального генератора. Несмотря на то, что архитектура может быть уязвимой для помех из-за сложной конфигурации частот, высокая устойчивость к помехам достигается путем применения схемы распределения частот, позволяющей избегать свертывания от сигналов сети.
     
  • Для снижения потерь в регуляторах (LDO: малое падение напряжения) [5] LDO-регуляторы отсутствуют в устройстве SoC. Поскольку снижение эффективности из-за шума переключения преобразователя постоянного тока представляет проблему, для корректировки частоты переключения преобразователя постоянного тока применена схема фазовой автоподстройки частоты [6], чтобы устранить помехи в диапазоне, используемом модулем Bluetooth® с низким энергопотреблением.
     
  •  В конструкциях радиочастотных блоков с низким потребляемым током передатчик и приемник используют общий генератор, управляемый напряжением (ГУН), и поэтому диапазон частот настройки ГУН должен быть достаточно широким, что увеличивает потребление тока. Использование отдельных ГУН для передачи и приема в целях сокращения требуемых диапазонов настройки частоты для каждого ГУН позволяет добиться низкого потребляемого тока. Кроме того, для снижения потребляемого тока в усилителе мощности используется технология импульсного усилителя.
  • За счет этих методов технология SoC BLE компании Toshiba позволяет снизить потребляемый рабочий ток и одновременно улучшить работу радиоканала. Чувствительность на приеме составляет –93 дБ/мВт, а выходная мощность равна 0 дБ/мВт. Кроме того, интеграция всех радиочастотных согласующих цепей на кристалле SoC, для изготовления которого используется технологический процесс КМОП 65 нм, позволяет сократить число внешних компонентов до семи по сравнению с 19, необходимыми для работы выпускающихся в настоящее время устройств Toshiba.

    Устройства Toshiba BT4.2 снабжены полным комплектом микропрограммного обеспечения BLE 4.2.

    В отличие от многих других устройств, доступных в настоящее время, SoC Toshiba BLE 4.2 поддерживают до восьми подключений BLE одновременно. Благодаря этому они могут использоваться в сетях Bluetooth® с ячеистой топологией и других средах с многосвязной архитектурой. Технология BLE 4.2 обеспечивает повышенную безопасность за счет защищенных подключений с использованием криптографии на основе протокола Диффи-Хелмана на эллиптических кривых (ECDH) с открытым и закрытым ключом, а также защиты канального уровня (Link Layer Privacy) для автоматической генерации и разрешения частных адресов Bluetooth и дополнительного шифрования передаваемых данных. Все эти возможности отсутствуют в качестве стандартных функций многих других ИС BLE.

    BLE 4.2 также предусматривает увеличение длины пакета BLE до 251 байта по сравнению с 27 байтами в стандарте 4.1. Это обеспечивает повышение теоретической скорости с 305 кбит/с до 803 кбит/с.

    Эта технология была официально представлена на Азиатской конференции IEEE по полупроводниковым приборам (A-SSCC) в г. Тояма, Япония, 8 ноября 2016 г. Компания использует новую технологию снижения потребляемого тока в устройствах Bluetooth® с низким энергопотреблением, серийное производство которых началось в декабре 2016 года [7].

    Примечания

    [1] Надпись и логотипы Bluetooth® являются зарегистрированными товарными знаками, принадлежащими компании Bluetooth SIG.

    [2] По сравнению с устройством TC35667FTG компании Toshiba.

    [3] Самое низкое потребление тока в мире по состоянию на 11 июля 2016 г. Данные исследования компании Toshiba.

    [4] Частота, используемая для беспроводного обмена данными.

    [5] Регулятор, который может управляться даже небольшой разницей в напряжении между входом и выходом.

    [6] Электронная схема для синхронизации фазы и частоты входного и выходного сигнала при помощи управления с обратной связью.

    [7] Ознакомительные образцы были доступны начиная с октября 2016 г.

    Теги: Toshiba

    Также рекомендуем:

     
     
    Информация
    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
     
     
     
    Обратная связь

    Наши партнеры

     

    Опросы

    Есть ли справедливость в жизни?
    Конечно есть, уверен!
    Вроде как должна быть, но...
    Затрудняюсь ответить...
    Какая справедливость? О чем Вы?
    Эх.., нет правды на свете!

     

    Облако тегов

    Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

    Показать все теги
     

    Календарь публикаций

    «    Ноябрь 2017    »
    ПнВтСрЧтПтСбВс
     
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
     
     

    Архив новостей

    Сентябрь 2017 (4)
    Август 2017 (36)
    Июль 2017 (32)
    Июнь 2017 (42)
    Май 2017 (45)
    Апрель 2017 (47)
     
    Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"