芯科新品芯片EFR32系列BG22,與nRF52810和CC2640R2L區(qū)別詳解
藍牙聯(lián)盟最新推出的BLE 5.2,讓藍牙技術(shù)應(yīng)用到更多的場景當(dāng)中,依托藍牙5.2的新特性,芯科實驗室(Silicon Labs)于今年年初線上宣布推出基于Bluetooth 5.2 的SoC — EFR32BG22 ,在發(fā)布會中,Si公司展示了EFR32BG22的亮點,采用紐扣電池供電工作時長可達十年。
根據(jù)藍牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)的預(yù)測,到2023年藍牙設(shè)備的年度總出貨量將增長26%,從2019年的40億個增加到54億個,并且90%的藍牙設(shè)備都支持BLE,安全可靠連接和極低功耗將是這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的基本要求。Silicon Labs設(shè)計了BG22 SoC以滿足這些要求,以及應(yīng)對未來幾年中不斷增加的數(shù)十億個藍牙物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
BG22系列結(jié)合了同類最佳的超低發(fā)射和接收電流(發(fā)射功率為0 dBm時3.6 mA;接收2.6 mA)和高性能、低功耗M33內(nèi)核(工作電流27 μA / MHz;休眠電流1.2 μA),提供行業(yè)領(lǐng)先的能效,可將紐扣電池的壽命延長至十年。芯科科技推出的EFR32BG22目標(biāo)應(yīng)用包括藍牙Mesh低功耗節(jié)點、智能門鎖、個人醫(yī)療保健和健身設(shè)備。SoC支持藍牙到達角(AoA)和離開角(AoD)功能,可以達到1米以內(nèi)定位精度,使得資產(chǎn)跟蹤標(biāo)簽、信標(biāo)和室內(nèi)導(dǎo)航等應(yīng)用將從中受益。?
信馳達低功耗藍牙模塊RF-BM-BG22A3,采用 Silicon Labs 的 EFR32BG22系列芯片作為核心處理器,寬輸出功率調(diào)節(jié)(-20 dBm~6 dBm),-106.7 dBm高增益接收靈敏度。
BG22支持BLE 5.2,EFR32BG22支持BLE 5.2協(xié)議,即支持LE Audio功能。也支持BLE 5.1協(xié)議,可以利用AOA/AOD進行室內(nèi)定位,非常適用于提升物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用的性能。
EFR32BG22能夠支持市場上物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中豐富的功能,對比Nordic nRF52810和TI CC2640R2L如何?
內(nèi)核方面,EFR32BG22采用的是最新的M33內(nèi)核,其內(nèi)核性能比上一代進一步提升。
nRF52810 SoC采用和nRF52832 SoC相同的100dBm鏈路預(yù)算2.4GHz多協(xié)議射頻,并搭載了64MHz 32位ARM Cortex-M4 MCU,能夠滿足苛刻的性能要求;它采用與其他nRF52系列SoC相同的硬件和軟件架構(gòu),這意味著nRF52系列之間的遷移直接簡單。
而CC2640R2L采用的ARM Cortex M3 內(nèi)核,相比之下內(nèi)核性能在三者之間是最弱的。EFR32BG22采用的M33內(nèi)核,運算能力相比Nordic和TI這兩款芯片之下更加出眾。
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牙5 SoC,但仍有眾多常見外設(shè),集成了196kB閃存和24kB RAM,足以運行典型的高生產(chǎn)量、低成本應(yīng)用的應(yīng)用程序代碼,并支持通過空中更新(OTA)。此外,nRF52810兼容nRF52開發(fā)工具包(DK),為該器件編譯的應(yīng)用程序代碼可移植到nRF52系列所有SoC中。用戶在開發(fā)應(yīng)用軟件時,可采用支持20個鏈路的并行多角色S132 協(xié)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可以支持更多功能應(yīng)用落地。
那么基于EFR32BG22、nRF52810、CC2640R2L芯片能夠開發(fā)出什么功能呢?
信馳達科技基于EFR32BG22推出的藍牙模塊RF-BM-BG22A3提供豐富的功能供物聯(lián)網(wǎng)方案快速落地,降低方案研發(fā)的門檻。
其中RF-BM-BG22A3的一大亮點是廣播擴展包功能:
EFR32BG22支持BLE 5廣播擴展包的特性,打破廣播包31字節(jié)的限制,將廣播包長度提升至253字節(jié),極大增加了廣播包的數(shù)據(jù)承載能力,SoC滿足更多大數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用場景。
其余功能:
1. 支持開啟自定義UUID傳輸通道,連接時將會串口端打印出所有UUID通道,最多可以發(fā)現(xiàn)16個服務(wù)和32個UUID通道。
2. 支持查詢設(shè)置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,能掃描并打印從設(shè)備信息,返回廣播包及響應(yīng)包等信息,方便開發(fā)者快速開發(fā)應(yīng)用。
4. 使用簡單,無需任何藍牙協(xié)議棧應(yīng)用經(jīng)驗;
5. 同時支持BLE主角色模式、從角色模式、主從一體模式和Beacon模式;
6. 模塊可同時作為主機角色和從機角色,在被其他主機連接的同時也可連接其他從機角色;真正意義上的主從一體,使用時無需切換主從角色。
7. 主角色、主從一體時支持多連接,最多可同時連接8個從角色設(shè)備,建議連接4個或以下的從設(shè)備更穩(wěn)定;
8. 默認20 ms連接間隔,連接快速,并且 Android 與 IOS 的兼容性好;
9. 多連接指定了多個設(shè)備自動重連,當(dāng)某一個對端設(shè)備異常斷開連接,設(shè)備將啟動重連,重連前3次快速掃描周邊BLE(20s一次),發(fā)現(xiàn)設(shè)備則重連,若3次掃描超時后仍未找到,設(shè)備將進入慢速掃描狀態(tài),即設(shè)備5分鐘掃描一次周邊設(shè)備,若發(fā)現(xiàn)設(shè)備將嘗試重連。
10. 用戶可以通過通用串口和用戶的CPU相連,實現(xiàn)CPU和移動設(shè)備雙向透傳
EFR32BG22支持Beacon,在可連接模式下允許用戶使用APP對模塊進行連接,開啟用戶鑒權(quán)功能時需輸入密鑰。連接之后通過在對應(yīng)通道下發(fā)指定的指令對Beacon模式的參數(shù)進行修改。
在不可連接模式下,BLE模塊按照用戶設(shè)置的參數(shù)進行Beacon數(shù)據(jù)廣播,一旦設(shè)置為不可連接模式后將不能再次切換模式。
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。
信馳達科技基于nRF52810推出的藍牙模塊RF-BM-ND04C也開發(fā)出了諸多功能。
1、使用簡單,無需任何藍牙協(xié)議棧應(yīng)用經(jīng)驗;
2、同時支持 BLE 從角色模式和 Beacon 模式;
3、默認 7.5 ms 連接間隔,連接快速,并且 Android 與 IOS 的兼容性好;
4、用戶接口使用通用串口設(shè)計,全雙工雙向通訊,最低波特率支持 4800 bps,最高支持 460800bps;
5、高速透傳測試可達224Kbp,可以滿足大量的高速應(yīng)用場景6.低功耗特性,維持性能和功耗之間的平衡
7.支持128 bit UUID,向下兼容16 bit UUID 保證對老產(chǎn)品的兼容性
8.此外nRF52810支持藍牙5.0及藍牙mesh。
信馳達科技根據(jù)TI最新的CC2640R2L芯片推出的RF-BM-4055B1L、RF-BM-4077B1L也支持BLE 5廣播擴展包,打破廣播包31字節(jié)的限制,將廣播包長度提升至232字節(jié),極大增加了廣播包的數(shù)據(jù)承載能力,SoC滿足更多大數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用場景。
其余功能:
1、使用簡單,無需任何藍牙協(xié)議棧應(yīng)用經(jīng)驗;
2、主從一體功能模塊,主從一體,可實現(xiàn)多拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),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、支持2Mbps高速模式和LongRange,通過實地測量,通信距離可達300米以上。
4.模塊支持防劫持加密,可以有效防止被非授權(quán)移動設(shè)備連接到此模塊5.支持Beacon全部功能,可遠程配置模塊參數(shù)。
5.30ms即可快速連接。
EFR32BG22和nRF52810,CC2640R2L均支持BLE 5.0。
BLE 5.0相較于BLE 4.2,傳輸速度更快,傳輸范圍更廣,傳輸功耗更低。例如RF-BM-ND04模塊。
BLE 5.0擁有兩倍的傳輸速度,四倍的傳輸范圍,8倍的傳輸效率。BLE 5.0支持遠距離模式,大幅度延長通信距離,小功率也可以遠距離傳輸。
相較于BLE 4.2,BLE 5.0在物理層上的改變,使得通信距離更遠,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(yīng)用中信號的傳輸距離還受藍牙設(shè)備的功率和天線等方面的影響。如現(xiàn)有的藍牙音響為了省電、增加工作時間,無論采用BLE 5.0還是BEL 4.2標(biāo)準(zhǔn),其實際傳輸半徑一般都為10米。
BLE 5.0與BLE 4.2相比,通信速率更高,理論傳輸速率提高了一倍,從1Mbps提高到2Mbps。
但是二者并不是兼得的,并不是說能同時實現(xiàn)遠距離,在高速藍牙通信中,實現(xiàn)更遠距離時,會犧牲通信速率,實現(xiàn)高速率時,也會犧牲通信距離。
BLE 5.0的抗干擾能力增強,現(xiàn)在許多無線設(shè)備使用的都是2.4GHz頻段,而BLE 5.0采用的新技術(shù)可以減少因2.4GHz頻段干擾而造成的傳輸效率損失。
藍牙5.0可以提高室內(nèi)定位的精確度,可以優(yōu)化導(dǎo)航的功能,配合Wi-Fi可以實現(xiàn)精度接近1米的藍牙室內(nèi)定位功能。
隨著安卓 4.3 智能設(shè)備對 BLE 技術(shù)的集成,智能手機標(biāo)配 BLE 必將成為時尚,手機外設(shè)的市場需求將成級數(shù)倍增。信馳達科技推出藍牙模塊解決方案幫助用戶借助模塊,以最短的開發(fā)周期整合現(xiàn)有方案或產(chǎn)品,以最快的速度占領(lǐng)市場,同時為企業(yè)的發(fā)展注入嶄新的技術(shù)力量。信馳達科技專注藍牙領(lǐng)域十年,擁有豐富的模塊設(shè)計經(jīng)驗。藍牙模塊性能表現(xiàn)出色。
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