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芯科新品晶片EFR32系列BG22,與nRF52810和CC2640R2L區別詳解

藍芽聯盟最新推出的BLE 5.2,讓藍芽技術應用到更多的場景當中,依託藍芽5.2的新特性,芯科實驗室(Silicon Labs)於今年年初線上宣佈推出基於Bluetooth 5.2的SoC —EFR32BG22,在釋出會中,Si公司展示了EFR32BG22的亮點,採用鈕釦電池供電工作時長可達十年。

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根據藍芽技術聯盟(SIG)的預測,到2023年藍芽裝置的年度總出貨量將增長26%,從2019年的40億個增加到54億個,並且90%的藍芽裝置都支援BLE,安全可靠連線和極低功耗將是這些物聯網裝置的基本要求。Silicon Labs設計了BG22 SoC以滿足這些要求,以及應對未來幾年中不斷增加的數十億個藍芽物聯網裝置。

BG22系列結合了同類最佳的超低發射和接收電流(發射功率為0 dBm時3.6 mA;接收2.6 mA)和高效能、低功耗M33核心(工作電流27 μA / MHz;休眠電流1.2 μA),提供行業領先的能效,可將鈕釦電池的壽命延長至十年。芯科科技推出的EFR32BG22目標應用包括藍芽Mesh低功耗節點、智慧門鎖、個人醫療保健和健身裝置。SoC支援藍芽到達角(AoA)和離開角(AoD)功能,可以達到1米以內定位精度,使得資產跟蹤標籤、信標和室內導航等應用將從中受益。


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信馳達低功耗藍芽模組RF-BM-BG22A3,採用Silicon LabsEFR32BG22系列晶片作為核心處理器,寬輸出功率調節(-20 dBm~6 dBm),-106.7 dBm高增益接收靈敏度。

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BG22支援BLE 5.2,EFR32BG22支援BLE 5.2協議,即支援LE Audio功能。也支援BLE 5.1協議,可以利用AOA/AOD進行室內定位,非常適用於提升物聯網(IoT)應用的效能。

EFR32BG22能夠支援市場上物聯網應用中豐富的功能,對比NordicnRF52810和TICC2640R2L如何?

核心方面EFR32BG22採用的是最新的M33核心,其核心效能比上一代進一步提升。

nRF52810SoC採用和nRF52832 SoC相同的100dBm鏈路預算2.4GHz多協議射頻,並搭載了64MHz 32位ARM Cortex-M4 MCU,能夠滿足苛刻的效能要求;它採用與其他nRF52系列SoC相同的硬體和軟體架構,這意味著nRF52系列之間的遷移直接簡單。

CC2640R2L採用的ARM Cortex M3核心,相比之下核心效能在三者之間是最弱的。EFR32BG22採用的M33核心,運算能力相比Nordic和TI這兩款晶片之下更加出眾。

資源方面EFR32BG22擁有352/512KB Flash,32KB RAM的豐富資源。

nRF52810雖然是基本型款的藍芽5 SoC,但仍有眾多常見外設,集成了196kB快閃記憶體和24kB RAM,足以執行典型的高生產量、低成本應用的應用程式程式碼,並支援通過空中更新(OTA)。此外,nRF52810相容nRF52開發工具包(DK),為該器件編譯的應用程式程式碼可移植到nRF52系列所有SoC中。使用者在開發應用軟體時,可採用支援20個鏈路的並行多角色S132協議棧以及nRF5 SDK。

CC2640R2L擁有128KB Flash,28KB SRAM。

比較之下,EFR32BG22資源方面最為豐富,相比TI CC2640R2L和Nordic的nRF52810可以支援更多功能應用落地。

那麼基於EFR32BG22、nRF52810、CC2640R2L晶片能夠開發出什麼功能呢?

信馳達科技基於EFR32BG22推出的藍芽模組RF-BM-BG22A3提供豐富的功能供物聯網方案快速落地,降低方案研發的門檻。

其中RF-BM-BG22A3的一大亮點是廣播擴充套件包功能:

EFR32BG22支援BLE 5廣播擴充套件包的特性,打破廣播包31位元組的限制,將廣播包長度提升至253位元組,極大增加了廣播包的資料承載能力,SoC滿足更多大資料傳輸應用場景。

其餘功能:

1.支援開啟自定義UUID傳輸通道,連線時將會串列埠端打印出所有UUID通道,最多可以發現16個服務和32個UUID通道。

2.支援查詢設定傳輸時的物理層通道:1M PHY,2M PHY,125K Coded PHY,500K Coded PHY。

3.最新增加觀察者模式,能掃描並列印從裝置資訊,返回廣播包及響應包等資訊,方便開發者快速開發應用。

4.使用簡單,無需任何藍芽協議棧應用經驗;

5.同時支援BLE主角色模式、從角色模式、主從一體模式和Beacon模式;

6.模組可同時作為主機角色和從機角色,在被其他主機連線的同時也可連線其他從機角色;真正意義上的主從一體,使用時無需切換主從角色。

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7.主角色、主從一體時支援多連線,最多可同時連線8個從角色裝置,建議連線4個或以下的從裝置更穩定;

8.預設20 ms連線間隔,連線快速,並且Android與IOS的相容性好;

9.多連線指定了多個裝置自動重連,當某一個對端裝置異常斷開連線,裝置將啟動重連,重連前3次快速掃描周邊BLE(20s一次),發現裝置則重連,若3次掃描超時後仍未找到,裝置將進入慢速掃描狀態,即裝置5分鐘掃描一次周邊裝置,若發現裝置將嘗試重連。

10.使用者可以通過通用串列埠和使用者的CPU相連,實現CPU和移動裝置雙向透傳

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EFR32BG22支援Beacon,在可連線模式下允許使用者使用APP對模組進行連線,開啟使用者鑑權功能時需輸入金鑰。連線之後通過在對應通道下發指定的指令對Beacon模式的引數進行修改。

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不可連線模式下,BLE模組按照使用者設定的引數進行Beacon資料廣播,一旦設定為不可連線模式後將不能再次切換模式。

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EFR32BG22的低功耗特性也很突出,以1s的廣播間隔測試,實測功耗為17.01μA。

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信馳達科技基於nRF52810推出的藍芽模組RF-BM-ND04C也開發出了諸多功能。

1、使用簡單,無需任何藍芽協議棧應用經驗;

2、同時支援BLE從角色模式和Beacon模式;

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3、預設7.5 ms連線間隔,連線快速,並且Android與IOS的相容性好;

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4、使用者介面使用通用串列埠設計,全雙工雙向通訊,最低波特率支援4800 bps,最高支援460800bps;

5、高速透傳測試可達224Kbp,可以滿足大量的高速應用場景

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6.低功耗特性,維持效能和功耗之間的平衡

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7.支援128 bit UUID,向下相容16 bit UUID保證對老產品的相容性

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8.此外nRF52810支援藍芽5.0及藍芽mesh。

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信馳達科技根據TI最新的CC2640R2L晶片推出的RF-BM-4055B1L、RF-BM-4077B1L也支援BLE 5廣播擴充套件包,打破廣播包31位元組的限制,將廣播包長度提升至232位元組,極大增加了廣播包的資料承載能力,SoC滿足更多大資料傳輸應用場景。

其餘功能:

1、使用簡單,無需任何藍芽協議棧應用經驗;

2、主從一體功能模組,主從一體,可實現多拓撲網路結構,主角色模式和從角色快速切換,但不能同時保持主角色和從角色。

3、支援2Mbps高速模式和LongRange,通過實地測量,通訊距離可達300米以上。

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4.模組支援防劫持加密,可以有效防止被非授權移動裝置連線到此模組

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5.支援Beacon全部功能,可遠端配置模組引數。

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6.30ms即可快速連線。

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EFR32BG22和nRF52810,CC2640R2L均支援BLE 5.0。

BLE 5.0相較於BLE 4.2,傳輸速度更快,傳輸範圍更廣,傳輸功耗更低。例如RF-BM-ND04模組。

BLE 5.0擁有兩倍的傳輸速度,四倍的傳輸範圍,8倍的傳輸效率。BLE 5.0支援遠距離模式,大幅度延長通訊距離,小功率也可以遠距離傳輸。

相較於BLE 4.2,BLE 5.0在物理層上的改變,使得通訊距離更遠,BLE 5.0理論上的有效傳輸距離是300米,而BLE 4.2只有100米。但在實際應用中訊號的傳輸距離還受藍芽裝置的功率和天線等方面的影響。如現有的藍芽音響為了省電、增加工作時間,無論採用BLE 5.0還是BEL 4.2標準,其實際傳輸半徑一般都為10米。

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BLE 5.0與BLE 4.2相比,通訊速率更高,理論傳輸速率提高了一倍,從1Mbps提高到2Mbps。

但是二者並不是兼得的,並不是說能同時實現遠距離,在高速藍芽通訊中,實現更遠距離時,會犧牲通訊速率,實現高速率時,也會犧牲通訊距離。

BLE 5.0的抗干擾能力增強,現在許多無線裝置使用的都是2.4GHz頻段,而BLE 5.0採用的新技術可以減少因2.4GHz頻段干擾而造成的傳輸效率損失。

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藍芽5.0可以提高室內定位的精確度,可以優化導航的功能,配合Wi-Fi可以實現精度接近1米的藍芽室內定位功能。

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隨著安卓4.3智慧裝置對BLE技術的整合,智慧手機標配BLE必將成為時尚,手機外設的市場需求將成級數倍增。信馳達科技推出藍芽模組解決方案幫助使用者藉助模組,以最短的開發週期整合現有方案或產品,以最快的速度佔領市場,同時為企業的發展注入嶄新的技術力量。信馳達科技專注藍芽領域十年,擁有豐富的模組設計經驗。藍芽模組效能表現出色。

信馳達科技是行業知名度和信譽度優秀的無線射頻解決方案提供商及低功耗射頻核心器件供應商,旗下產品包含豐富的Silicon Labs系列產品,Nordic系列產品,TI系列產品,例如RF-BM-BG22A3RF-BM-ND04C,RF-BM-4055B1LRF-BM-4077B1L。專業的技術支援團隊為您提供專業的定製化服務,更多Si方案,請關注信馳達科技