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Bluetooth? 低功耗設(shè)計(jì) 101：從芯片組到協(xié)議棧再到模塊

2513695 2022-11-28 | pdf | 360.35KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

低功耗藍(lán)牙或 BLE（也稱為智能藍(lán)牙）已成為連接可穿戴設(shè)備、智能設(shè)備和接近標(biāo)簽的關(guān)鍵推動(dòng)因素。短程無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)旨在通過(guò)更快的連接以更低的延遲傳輸更少量的數(shù)據(jù)來(lái)降低功耗。低功耗藍(lán)牙或 BLE（也稱為智能藍(lán)牙）已成為連接可穿戴設(shè)備、智能設(shè)備和接近標(biāo)簽的關(guān)鍵推動(dòng)因素。短程無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)旨在通過(guò)更快的連接以更低的延遲傳輸更少量的數(shù)據(jù)來(lái)降低功耗。事實(shí)上，Bluetooth Smart 的目標(biāo)是消耗大約是 Bluetooth Classic 連接的十分之一的功率，這一事實(shí)恰恰表明了為使這種無(wú)線連接機(jī)制適應(yīng)小型應(yīng)用程序而進(jìn)行的工程工作的規(guī)模（圖 1）。事實(shí)上，Bluetooth Smart 的目標(biāo)是消耗大約是 Bluetooth Classic 連接的十分之一的功率，這一事實(shí)恰恰表明了為使這種無(wú)線連接機(jī)制適應(yīng)小型應(yīng)用程序而進(jìn)行的工程工作的規(guī)模（圖 1）。Bluetooth Smart 采用 1Mbit/s 的鏈路比特率和 800 Kbit/s 的應(yīng)用吞吐量。在這里，與 Bluetooth Classic 規(guī)范中的 100 毫秒相比，下降比特率被延遲減少到 6 毫秒所抵消。這些創(chuàng)新使 Bluetooth Smart 從智能手表和腕帶等常見可穿戴設(shè)計(jì)中的連接工具，發(fā)展為更廣泛的可穿戴和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用。Bluetooth Smart 采用 1Mbit/s 的鏈路比特率和 800 Kbit/s 的應(yīng)用吞吐量。在這里，與 Bluetooth Classic 規(guī)范中的 100 毫秒相比，下降比特率被延遲減少到 6 毫秒所抵消。這些創(chuàng)新使 Bluetooth Smart 從智能手表和腕帶等常見可穿戴設(shè)計(jì)中的連接工具，發(fā)展為更廣泛的可穿戴和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用。圖 1：Bluetooth Smart 或 BLE 從現(xiàn)有協(xié)議發(fā)展而來(lái)，可服務(wù)于可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（由 Aislelabs 提供）。圖 1：Bluetooth Smart 或 BLE 從現(xiàn)有協(xié)議發(fā)展而來(lái)，可服務(wù)于可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（由 Aislelabs 提供）。例如，虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 運(yùn)動(dòng)游戲平臺(tái)中的可穿戴傳感器現(xiàn)在使用藍(lán)牙智能連接，以最小的延遲將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o(wú)線耳機(jī)。然后，有些助聽器使用 BLE 鏈接進(jìn)行聲音調(diào)整、發(fā)出警報(bào)、檢查電池狀態(tài)以及通過(guò)智能手機(jī)更改程序。例如，虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 運(yùn)動(dòng)游戲平臺(tái)中的可穿戴傳感器現(xiàn)在使用藍(lán)牙智能連接，以最小的延遲將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o(wú)線耳機(jī)。然后，有些助聽器使用 BLE 鏈接進(jìn)行聲音調(diào)整、發(fā)出警報(bào)、檢查電池狀態(tài)以及通過(guò)智能手機(jī)更改程序。信標(biāo)、遠(yuǎn)程傳感器和可穿戴生物識(shí)別護(hù)照是藍(lán)牙智能技術(shù)的其他活動(dòng)溫床，它促進(jìn)了無(wú)數(shù)的移動(dòng)廣告和商業(yè)、票務(wù)、門鎖和其他安全應(yīng)用。在這里，具有藍(lán)牙智能功能的設(shè)備（智能手機(jī)、筆記本電腦等）可以監(jiān)控 5 米至 30 米半徑范圍內(nèi)任何標(biāo)記設(shè)備的位置、加速度和接近度。信標(biāo)、遠(yuǎn)程傳感器和可穿戴生物識(shí)別護(hù)照是藍(lán)牙智能技術(shù)的其他活動(dòng)溫床，它促進(jìn)了無(wú)數(shù)的移動(dòng)廣告和商業(yè)、票務(wù)、門鎖和其他安全應(yīng)用。在這里，具有藍(lán)牙智能功能的設(shè)備（智能手機(jī)、筆記本電腦等）可以監(jiān)控 5 米至 30 米半徑范圍內(nèi)任何標(biāo)記設(shè)備的位置、加速度和接近度。最新版本——最新版本——藍(lán)牙 v4.2 規(guī)范藍(lán)牙 v4.2 規(guī)范——現(xiàn)在正在為下一代可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，讓更多設(shè)備或“事物”能夠連接到超連接世界。首先，它將最大數(shù)據(jù)速率擴(kuò)展到 800 Kbit/s，比以前的版本快 2.6 倍，并允許更快地記錄來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)以及更快的固件更新。——現(xiàn)在正在為下一代可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，讓更多設(shè)備或“事物”能夠連接到超連接世界。首先，它將最大數(shù)據(jù)速率擴(kuò)展到 800 Kbit/s，比以前的版本快 2.6 倍，并允許更快地記錄來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)以及更快的固件更新。簡(jiǎn)化 BLE 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化 BLE 設(shè)計(jì)一批新的端到端 BLE 解決方案——從硅片到軟件堆棧再到模塊——現(xiàn)在正在從連接性、安全性和功耗的角度對(duì) BLE 設(shè)計(jì)進(jìn)行關(guān)鍵改進(jìn)。然而，讓我們從安全開始，因?yàn)樗驯幻鞔_確定為物聯(lián)網(wǎng)的主要挑戰(zhàn)。一批新的端到端 BLE 解決方案——從硅片到軟件堆棧再到模塊——現(xiàn)在正在從連接性、安全性和功耗的角度對(duì) BLE 設(shè)計(jì)進(jìn)行關(guān)鍵改進(jìn)。然而，讓我們從安全開始，因?yàn)樗驯幻鞔_確定為物聯(lián)網(wǎng)的主要挑戰(zhàn)。藍(lán)牙 v4.2 帶來(lái)了多項(xiàng)安全升級(jí)，同時(shí)使通過(guò)藍(lán)牙連接跟蹤設(shè)備變得更加困難。首先，它將身份驗(yàn)證機(jī)制帶到了經(jīng)典藍(lán)牙級(jí)別，并且只有在連接完全安全時(shí)才允許配對(duì)設(shè)備。