RF eta Bluetooth propietateak

Diseinatzaileek aukera ugari dituzte haririk gabeko konektibitatean, giza interfazeko gailuetatik (HIDak) urruneko sentsoreetarako (Internet) gauzak (IoT). Egin beharreko oinarrizko erabakienetariko bat, eta diseinatzaile askok oraindik ere bat egiten dutenean, estandarizatutako RF interfazea (WiFi, Bluetooth edo ZigBee) edo RF fotokopiagailu fisikoa (PHY) bezalakoa den ala ez. ) diseinua eta protokoloa.

Bata bestearen bat aukeratzeko arrazoiak asko dira, baina kostuak, segurtasuna, energia kontsumoa, elkarreragingarritasuna, diseinu denbora, indarra, interferentzia, bizikidetza, latentzia eta ziurtagirien eskakizunei dagokienez ere balio erlatiboak dira. Askotariko konpromiso horietako askok elkarrekin lotzen dituzte diseinatzaileek diseinu eskakizunak zehaztu behar dituzte lehenik eta, beraz, optimizatu behar dira.

Artikulu honek estandar bateko Bluetooth interfazearen eta RF protokoloaren artean aukeratzen direnean faktoreak aztertuko ditu. Bluetootha 5 modulua aurkeztuko da; ondoren, protokolo jabeduna ezarriko duen silizio-soluzio bat ezarriko da, eta bakoitzak bere jarraibideak izango ditu martxan.


Propietatezko RF pros eta aurkariak
PHY jabedunaren eta protokoloaren kasua indartsua da diseinu batek optimizazioa eskatzen badu segurtasunaren, potentzia baxuko, aztarna txikiko eta errendimenduaren arabera.

Segurtasuna funtsezkoa da aplikazio askorentzat, garaje ate irekietatik IoT gailuetatik. Jabedun irratiak modu ugarirean jorratzen dira. Hasteko, diseinu jabedunak "segurtasun-bidez-iluntasuna" bermatzen du, ezagun ez den RF interfazea hackerragoa da. Gainera, jabedun interfazeak joera puntua izaten dute, edo sare zabalagoetara konektatzen ez diren sistema itxietan jarduten dute, eta, beraz, ezkutuan egon. Azkenean, jabedun interfazearen diseinatzaileek beren enkriptatze algoritmo aurreratuak edo ezarpen egokiak garatzen dituzte, beste fabrikatzaile batzuen segurtasun algoritmoekin elkarreragile izan gabe. Desberdintasun bakarra, berez, segurtasun abantaila da.

Disko jabedunen diseinuak abantailatsuak izan daitezke WiFi sareetan, mikrouhin-labeetan, haririk gabeko telefonoetan eta beste potentzia gutxiko haririk gabeko sareetan interferentziarik gabeko konexio bat bermatzeko. Estandarrarekin loturik egon gabe, diseinatzaileek espektroa hobeto erabiltzeko malgutasuna dute, esate baterako, zuzeneko sekuentzien hedapen espektroa (DSSS) eta maiztasunen salerosketa espektroa (FHSS) bezalako teknikak erabiliz. Horrez gain, beren kodifikazio eskema hobetsia hartu dezakete beren aurreikusitako loturaren aurrekontuan oinarrituta, goi mailako biltegiratzeak edo energia-kontsumo txikiagoak lortzeko.

Malgutasun hau datu-paketeen egiturari ere aplikatzen zaio. Oinarrizko hari gabeko gailuen estandarekin bateragarritasuna bermatzeko behar diren paketeen gaineko estekak gabe, paketeen egitura arrazionalizatu daiteke aplikazioaren beharren arabera.

Hardware diseinu ikuspegitik, ondo ulertutako performanceen eskakizunak eta baldintza horiek ez direla beranduago aldatuko direla ziurtatzeko, propietate RF interfazearen diseinatzaileak espazio, potentzia eta performance optimizatzeko aukera ematen du. Horrela egin ahal izango dute, berriro ere, eskaeraren beharrak asetzeko beharrezko funtzio guztiak barne.

RF jabedunak hainbat abantaila ditu, kontuan hartu behar diren faktoreak ere. Lehenengoa kostua da: RF IC diseinu pertsonalizatuaren kostua eta erlazionatutako softwarearen kostua, batez ere kostu txikiko gailuentzat, aurreikusitako bolumena> 100,000 izan behar luke.

Kostuarekin oso lotuta dago diseinuaren denbora, batez ere RF diseinuaren hutsuneak eta irrati-frekuentzien eskasia oso dokumentatua, baita diseinu arrakastatsua behar duten software eta softwareak garatzeko orduan ere.

Bluetooth zabalduena, beti moldatuz
Beste muturrean Bluetooth konexioa dago. Jatorriz HIDs eta erabiltzaileak entangling ziren beste gailu zuzeneko kable ordezko teknologia gisa diseinatu zen, haririk gabeko audio eta gailu-to-gailu konektibitatea irtenbide bihurtu zen laster. Bluetooth Interes Bereziko Interesa (SIG) kontrol estuaren bidez, Bluetooth ulertu egiten da eta diseinatzaileek konfidantza izan dezakete gailuak konektatzen eta Bluetooth gaitutako beste gailu batzuekin elkarreragile izatea, hardware-iturriak izan ezik.

Aplikazio zabalak eta gailu elkarreragileak hardware eta software emankorrak izan dira, kostu txikiagoarekin eta merkaturatzeko denbora bizkor jarriz haririk gabeko interfazea eskatzen duen diseinuarekin. Horrez gain, Bluetooth eboluzionatu egin da urteetan zehar.

2.4 GHz industrial, zientifiko eta medikoan (ISM) taldean lan egin du beti, GFSKren hogeita bederatzigarren 1 MHz garraiatzaileen modulazioarekin hasita, 1 Mbit / s-ren bidez emanda. Bluetooth oinarrizko tasa (BR) deritzo. FHSS kodeketa moldatzaile moldatzaileek interfazeen aurrean sendotasuna izaten jarraitzen dute, IoT-k haririk gabe konektatutako gailu gehiago ekartzen baititu. Datu-tasaren datu gehiago lortzeko, Bluetooth 2.0 + Enhanced Data Rate (EDR) funtzioak π / 4-DQPSK (quadrature phase shift shifting keying) eta 8DPSK modulazioa erabiltzen ditu, 2 eta 3 Mbits / s tasak lortzeko, hurrenez hurren.

Bluetootha SIG-ek ondo kontrolatzen duen bitartean, diseinatzaileek 4.0 2010 XNUMX XNUMX XInumx-en Bluetooth Xedapenaren bidez sartutako aldaketak aztertu behar dituzte. Honek Bluetooth baxuko energia (BLE) sartu zuen, lehenago Bluetooth Smart gisa merkaturatua. BLE ez da atzera Bluetooth Classicekin bateragarria, beraz diseinatzaileek hemen kontuz ibili beharra dago.

BLEren helburu nagusia potentzia txikia da. Hori lortzen du Bluetooth Classicen konexio-bideratutako ikuspegitik, gailuak konektaturik daudenean soilik, konexio gabeko ikuspegi batera iristeko, tarte laburrean behar dutenean soilik konektatzen direnean. IoT aplikazioetarako erloju eta sentsore smart bezalako erabilgarriak dira.

Azken bertsioa, Bluetooth 5, 2 Mbit / s 1 Mbits / s datuen BLE datuen tasa bikoizten du eta 128 kbit / s konexioaren barrutia 4x-etik 50 m-ra bitartekoa handitzen du. . Datu-tasaren datu-tasak denbora-tarte jakin batean emandako paketeak ahalbidetzen du, beraz, energia-kontsumoa murriztu egiten da gailua energia gutxi edo iraupen luzeko moduan egon daitekeelako.

Iragarki luzeagoa ematen die diseinatzaileei malgutasun handiagoa datuen distantziaren truke edozein distantzia Bluetooth gailuetarako, Beacons barne. Baloiak gailu mugikorretarako euren identifikatzaileak transmititzen dituzten BLE gailuak erabiltzen dituzten bateria da, beraz gailuek zenbait ekintza burutzen dute balizotik hurbil. Iragarleekin duten jende ezaguna, barruko eta kanpoko jarraipen zehatzak ere eskaintzen dituzte.

Hala eta guztiz ere, SIG-ek beste interfaze interesgarri bat ezarri zuen RF interfazearen diseinatzaileen diseinatzaileek ere egin dezaketela: altxorraren errendimendu-tasa murriztu zuten, transmisio gutxiago eskatzen zituztelako "benetako" datu kopuru jakin bat bidaltzeko, energia-kontsumoa murrizteko.

Kablearen ordezko teknologia sinple bat hasi zen zerbait erabilgarria bihurtzeko. Horren ondorioz, diseinatzaileek Bluetooth konponbide azkarra eta errazagoa bilatzen dute, beren RF interfazea diseinatzeko kostua eta gastua baizik.


Bluetooth-a aktibatu eta martxan jartzea
Bluetooth interfazea erabiltzeko joera hori premiazkoa bihurtzen da, denbora-merkatuaren leihoak estutu eta diseinu aurrekontuak murriztu egiten dira. Zorionez, diseinu askorentzat nahikoa leku dago Bluetooth modulua eskuragarri izateko, diseinu taldeak bere azken aplikazioa eta desberdintzea ahalbidetuko duena.


Propietateak vs Bluetooth gozoaren tokia
Jabedun irrati-diseinu pertsonalizatu eta bluetooth estandarraren artean, beste aukera bat dago: diseinugileek beren protokoloak eta kodifikazio-eskemak garatu ditzaketen irrati-transzisiorako apal-apal bat edo Ant, Thread, edo ZigBee. Silizio erabilgarriaren erortzearen kostua eta softwarearen euskarri zabala dutenez, diseinugileek "desberdintasuna bilatzen dute", optimizatzeko latitudea eta segurtasuna areagotzeko aukera ematen duten diseinatzaileak izan daitezke. Gutxieneko kostuak eta diseinua mantenduz. ordutegiak oso-osorik.


Ondorioa
Arrazoi ugari daude RF diseinatutako ibilbide osoa edo Bluetooth irrati estandarra osatzeko. Bakoitzak bere lekua du diseinuaren eta aplikazioen eskakizunekin bat etorriz, kostua, denbora, errendimendua, tamaina, segurtasuna eta beste hainbat faktoreren arabera. Hala eta guztiz ere, silikonazko apalen kostuak eta denbora aurrezteko hainbat onurak nahi dituzten diseinatzaileentzat, baita bereizgarritasun jabedun maila batzuk gehitzeko malgutasuna ere, saltzaileek hardware plataforma sendoak ere eraikitzen dituzte.

Utzi mezu bat 

Mezu zerrenda