Patentuotų RF ir "Bluetooth" palyginimas

Dizaineriai turi daugybę pasirinkimų, kai kalbama apie belaidį ryšį taikomosiose programose, pradedant nuo žmogaus sąsajos įrenginių (HID) iki daiktų interneto nuotolinių jutiklių (IoT). Vienas iš svarbiausių sprendimų, kuriuos reikia spręsti ir kuriuos daugelis dizainerių vis dar kova, yra tai, ar reikia naudoti standartinę RF sąsają, tokią kaip "Wi-Fi", "Bluetooth" arba "ZigBee", arba nuosavybės teise priklausančio fizinio sluoksnio (PHY ) dizainas ir protokolas.

Priežastys, dėl kurių viena yra pasirenkama, yra daug, tačiau taip pat yra ir santykiniai kompromisai, susiję su sąnaudomis, saugumu, energijos suvartojimu, suderinamumu, projektavimo laiku, patikimumu veikiant trikdžiams, sambūviui, uždelsimo ir sertifikavimo reikalavimams. Daugelis šių kompromisų yra tarpusavyje susiję, todėl dizaineriai pirmiausia turi nustatyti dizaino reikalavimus, tada atitinkamai optimizuoti.

Šiame straipsnyje aptariami veiksniai, kuriuos reikia apsvarstyti pasirenkant standartinę "Bluetooth" sąsają ir patentuotą RP protokolą. Tada bus pristatytas "Bluetooth 5" modulis, po kurio bus naudojamas silicio tirpalas, per kurį gali būti įdiegtas patentuotas protokolas, su kiekvienu atitinkamomis gairėmis, kaip greitai pradėti ir veikti.


Patentuota RF privalumai ir trūkumai
Proprietary PHY ir protokolo atvejis yra stipri, jei dizainas reikalauja optimizavimo saugumo, mažos galios, mažo pėdsako ir našumo atžvilgiu.

Saugumas yra labai svarbus daugeliui programų, nuo garažo vartų atidarymo iki IoT įrenginių. Patentuotais radijo ryšio įrenginiais yra daug būdų. Norėdami pradėti, patentuotas dizainas užtikrina "saugumą per neapibrėžtumą", nes nepakankamai žinoma RF sąsaja yra sunkiau sugadinti. Taip pat yra tendencija, kad nuosavybės sąsajos bus tarpusavyje susijusios arba veikiančios uždarose sistemose, kurios nesusijungia su platesniais tinklais, todėl paslėpti. Galiausiai, patentuotų sąsajų dizaineriai gali laisvai kurti savo pažangius šifravimo algoritmus arba patobulinti nustatytus, nes jie turi būti suderinami su kitų gamintojų saugumo algoritmais. Tiesiog yra kitoks, savaime yra saugumo pranašumas.

Patentuotais radijo projektais gali būti naudinga, kai reikia užtikrinti tvirtą ryšį, kai susiduriama su trukdžiais iš Wi-Fi tinklų, mikrobangų krosnelių, belaidžių telefonų ir kitų nedidelės galios belaidžių tinklų. Neprisitaikę prie standarto, dizaineriai turi lankstesnę galimybę dažniau naudoti spektrą, taikydami tokius metodus kaip tiesioginio sekos plitimo spektras (DSSS) ir spektras spektro hoping plisti (FHSS). Be to, jie gali nustatyti savo pageidaujamą kodavimo schemą, pagrįstą numatomu sąsajų biudžetu, kad padidėtų našumas ar sumažėtų energijos suvartojimas.

Šis lankstumas taip pat taikomas duomenų paketų struktūrai. Be paketo pridėtinių, reikalingų užtikrinti suderinamumą su standartiniais bevieliais įrenginiais, paketų struktūrą galima supaprastinti atsižvelgiant į programos poreikius.

Nuo aparatūros projektavimo požiūriu, gerai suprantami eksploatacinių charakteristikų reikalavimai ir užtikrinimas, kad šie reikalavimai nebus keičiami vėlesniame etape, leidžia prestižinės RF sąsajos dizaineriams optimizuoti erdvę, maitinimą ir našumą. Jie gali tai padaryti dar kartą, įtraukdami tik tas funkcijas, kurios reikalingos norint patenkinti paraiškos poreikius.

Nors patentuota RF turi daug privalumų, reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių. Pirmasis kainuoja: norint pateisinti nepakartojamą inžinerijos (NRE) sąnaudas užsakomam RF IC projektui ir susijusiai programinei įrangai, ypač mažos kainos įrenginiams, numatomas kiekis turėtų būti> 100,000.

Tvirtai kartu su sąnaudomis yra dizaino laikas, ypač atsižvelgiant į RF dizaino gabumus ir gerai dokumentuotą RF ekspertizės stygiaus, taip pat laiko, per kurį reikia tobulinti programinę įrangą, reikalingą sėkmingam dizainui.

"Bluetooth" plačiai naudojama, visada pritaikoma
Kita ekstremala yra "Bluetooth". Iš pradžių jis buvo sukurtas kaip tiesioginė taškas-taškas kabelių pakeitimo technologija, skirta HID ir kitiems įtaisams, kurie suklaidino vartotojus, netrukus tapo bevieliu garso ir "nuo prietaiso iki prietaiso" jungiamumo sprendimu. Naudodamiesi "Bluetooth Special Interest Group" (SIG) griežta kontrolė, "Bluetooth" yra gerai suprantama ir dizaineriai gali būti tikri, kad jų įrenginiai prisijungs ir bus suderinami su kitais "Bluetooth" įrenginiais, nepriklausomai nuo aparatūros šaltinio.

Dėl platų prijungimą ir sąveiką veikiančių įrenginių atsirado daugybė aparatūros ir programinės įrangos, dėl to mažesnės sąnaudos ir greitas laikas parduoti dizainą, kuriam reikia belaidžio ryšio. Be to, "Bluetooth" vystėsi daugelį metų.

Ji visada veikė 2.4 GHz pramoninės, mokslinės ir medicinos (ISM) juostoje, pradedant GFSK moduliacija iš septyniasdešimt devynių 1 MHz nešiklių, o 1 Mbit / s pralaidumas. Tai vadinama pagrindiniu "Bluetooth" tarifu (BR). Jo prisitaikanti FHSS kodavimo schema leidžia jai ir toliau išlikti tvirta prieštaringai, netgi kai "IoT" sukuria daugiau belaidžio ryšio prietaisų. Kad pasiektumėte aukštesnius duomenų perdavimo spartą, "Bluetooth 2.0 +" padidinta duomenų perdavimo sparta (EDR) naudoja π / 4-DQPSK (diferencialo kvadratūros fazių poslinkio klavišą) ir 8DPSK moduliaciją, kad būtų pasiektas atitinkamai 2 ir 3 Mbits / s greitis.

Nors "Bluetooth" yra griežtai kontroliuojamas SIG, dizaineriai turi atidžiai išnagrinėti pokyčius, atsiradusius įvedus "Bluetooth 4.0" pagrindinę specifikaciją 2010. Tai pristatė "Bluetooth" mažą energiją (BLE), anksčiau parduodamą kaip "Bluetooth Smart". BLE nėra atgaliniu būdu suderinamas su "Bluetooth Classic", todėl dizaineriai turi būti atsargūs.

Pagrindinis BLE tikslas yra mažos galios. Tai pasiekiama perėję nuo "Bluetooth Classic" ryšiu pagrįsto metodo, kai įrenginiai visada yra sujungiami, prie nesuderinto ryšio, kai jie jungiasi tik tada, kai jiems reikia trumpą laiką. Programos yra nešiojamieji, pavyzdžiui, protingi laikrodžiai ir jutikliai, skirti "IoT".

Naujausia "Bluetooth 5" versija dvigubina "BLE" duomenų perdavimo spartą iki 2 Mbits / s iš 1 Mbit / s ir padidina 128 kbit / s ryšio diapazoną 4x iki 50 m naudojant stipresnę klaidų ištaisymą (FEC) . Didesnė duomenų perdavimo sparta leidžia perduoti daugiau paketų tam tikrą laiko tarpą, taigi energijos suvartojimas sumažėja, nes įrenginys ilgą laiką gali būti mažos galios arba tuščiosios eigos režimu.

Didesnis diapazonas suteikia dizaineriams daugiau lankstumo, kad galėtumėte kompromisuoti bet kokio "Bluetooth" įrenginio, įskaitant "Beacons", atstumą. Švyturiai yra baterijomis valdomi BLE įrenginiai, perduodantys savo identifikatorių netoliese esančiuose mobiliuosiuose įrenginiuose, kad šie įrenginiai galėtų atlikti tam tikrus veiksmus, kai jie yra arti švyturio. Populiarus reklamuotojams, jie taip pat leidžia tiksliai stebėti patalpas ir lauke.

Tačiau "SIG" įdiegė dar įdomų įkandimą, kurį taip pat gali padaryti ir prestižiniai RF interfeiso dizaineriai: jie sumažino "pralaidų" ir "naudingų" apkrovų santykį, todėl reikia mažiau transliuotų siųsti tam tikrą "realių" duomenų kiekį, siekiant toliau mažinti energijos suvartojimą.

Tai, kas prasidėjo kaip paprastas kabelių pakeitimo technologija, pasikeitė į kažką daug naudingesnio. Dėl to dabar dizaineriai yra labiau linkę ieškoti greito ir paprasto "Bluetooth" sprendimo, o ne pereiti prie savo RF sąsajos kūrimo sąnaudų ir sąnaudų.


"Bluetooth" įjungimas ir paleidimas
Šis polinkis pasirinkti "Bluetooth" sąsają tampa būtinybe, nes "laiko tarpas prie rinkos" siaurų ir projektavimo biudžetai mažėja. Laimei, daugeliui dizainų yra pakankamai vietos, kad tilptų į "Bluetooth" modulį, kuris leis dizaino komandai susikoncentruoti į jų galutinį pritaikymą ir diferenciaciją.


Patentuota "vs" "Bluetooth" saldžioji vieta
Tarp pilno užsakomojo patentuoto radijo dizaino ir standartinio "Bluetooth" yra kita galimybė: radijo siųstuvas-nešiojamasis įrenginys, kurio dizaineriai gali kurti savo protokolą ir kodavimo schemą, arba naudoti tokius nešiojamuosius variantus kaip "Ant", "Thread" arba ZigBee. Dėl sumažėjusio silicio kainos ir platų programinės įrangos asortimento tai gali būti "saldus vieta" dizaineriams, ieškantiems diferencijavimo, tam tikros optimizavimo galimybės ir galimybės padidinti saugumą, tuo pat metu išlaikant minimalias išlaidas ir dizainą tvarkaraščiai nepažeisti.


Išvada
Yra daugybė priežasčių pasirinkti visą patentuotą RF dizaino maršrutą arba standartinį "Bluetooth" radiją. Kiekvienas turi savo vietą, kai tenkina dizaino ir taikymo reikalavimus, atsižvelgiant į kainą, laiką, našumą, dydį, saugumą ir daugelį kitų veiksnių. Tačiau dizaineriams, kurie nori daugelio išlaidų ir laiko taupymo naudos iš silikono be silikono, taip pat lankstumo pridėti tam tikrą nuosavybės diferencijavimo lygį, pardavėjai dabar taip pat teikia tvirtas aparatines platformas, kuriomis bus remiamasi.

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas