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利用SoC设计简化可穿戴设备的开发(3)
作者: 赛普拉斯半导体公司 2015-07-23 13:39 【watchstor】

蓝牙智能的优势

与经典蓝牙协议一样,蓝牙智能协议工作于2.4 GHz ISM频段,带宽为1 Mbps。但与经典蓝牙协议不同的是,蓝牙智能协议还提供众多适合低功耗可穿戴应用的特性。它的数据速率较低,这非常适合那些只需交换状态信息的应用。该协议经过优化,能够以固定时间间隔传送少量突发信息,从而让主机能够在传送信息的同时保持超低功耗模式。此外,它还能将建立数据交换连接的时间缩短至几个毫秒。

蓝牙智能架构的每一层都为降低功耗而优化。例如,与经典蓝牙协议相比,它使用一个较大的物理层调制指数,后者有助于降低收发电流。链路层也为快速重连而优化,从而降低了功耗。控制器负责执行各种重要任务,例如:建立连接和忽略重复包,因此让主机能够更长地保持低功耗模式。

蓝牙智能协议拥有一个与经典蓝牙协议类似的可靠架构,并支持自适应跳频和32位CRC校验。此外,它还支持一种名为“广播模式“的特殊模式,该模式可让设备无需执行连接程序也能传送信息。

蓝牙智能协议非常适合可穿戴设备,原因如下:

该协议专为实现超低功耗而优化;

低功耗设计有助于缩减电池尺寸,从而消减产品的成本、尺寸和重量;

支持那些以较长时间间隔交换少量突发信息的可穿戴设备;

便于推广,因为智能手机中内置支持蓝牙智能的主机(支持经典蓝牙和蓝牙智能协议的双模设备)。这与专有协议形成鲜明对比,后者需要厂商付出额外努力才能确保连接性。

可穿戴设备的一个典型使用模式为设备进入超低功耗或待机模式提供了多个机遇(参见图3)。

图3:活动监测器等可穿戴设备的正常使用模式为设备进入超低功耗甚至待机模式提供了多个机遇。

即使在活动期间,可穿戴设备也不必连续发送数据。无论是三轴加速计测量的运动数据,还是传感器感测的心率,数据都是周期性传送,通常是每个连接间隔传送一次。正常的程序是感测数据,转换数据,然后通过蓝牙智能连接发送数据。其余时间内,系统都处在深度睡眠模式。请注意,现有的大多数芯片解决方案提供多种功耗模式,可在给定的功耗模式下在电流消耗和唤醒时间之间进行权衡。应根据系统的时间要求选择不同的模式。

必须注意的是,通信协议只是可穿戴设计的一个方面。除了通信接口之外,可穿戴设备还包含传感器、一个用于处理传感器信号的模拟前端(AFE)、一个用于过滤环境噪声的数字信号处理器、用于存储信息的存储器件、一个用于实现多种系统相关功能的处理器、一个电池充电器等多个其它模块。设计系统时,我们需要所有这些组件实现最低功耗。


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标签:SoC 

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