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选择nRF52832的理由:目前流行的BLE SoC性能对比

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出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 10:15:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 overheat 于 2016-2-29 11:24 编辑

目前蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy)SoC不断推陈出新,现在市面上已经有多款该类芯片。这篇文章将会接介绍目前市面上流行的5款芯片对比。
  1.更好的功耗表现
  几年前,市面上能够找到的蓝牙低功耗SoC芯片的功耗(发射或者接收时的电流)都在15mA至20mA。现在,大部分的芯片都可以做到5mA到8mA的水平。下表是几个代表性的芯片的功耗对比:



  注意:在NORDIC最新发布的资料中显示,他的功耗数据进一步优化。目前是这几款中最好的。
  通常来讲,如果功耗数据降低40%至60%,实际应用中的待机时间就会翻倍(将所有事情平均算下来)。更低的峰值电流也意味着电池的瞬时压力更小,某种程度上会增加放电能力。
  我们没有列出Dialog的DA14580的3.9mA的功耗,是因为它没有内部的Flash。如果你的应用代码超过32KB时(超出它内部ROM的体积)就需要外置Flash,所以功耗就不止这么多了。


  2.更好的RF表现

  更好的RF表现意味着更远的距离,在大多数的应用中这个数据非常重要。其中重要的两点是发射功率和接收敏感度。好的RF性能能够让不可能变成可能,有时即使由于各种限制使接收的数据经常出错,但是如果加以算法的优化,传输距离会更远。
  下表是一些最新芯片的数据:


  TI和NORDIC都将发射功率提升到3-4db,通常发射功率都在+5dBm以下。Silicon 的芯片是个例外,它们有多年的无线集成经验可以达到10dBm。更高的发射功率在远距离传输的应用中更有优势。
  另外,可以通过增加外置的RF功放芯片来提高通讯距离,不过这样做的同时也会消耗更多的电流。
  如果这两个参数都足够好的话,通讯距离会更远。但是使用更高的输出功率(或者接收灵敏度)意味着更高的电流消耗。官方给出的功耗数据一般都是0dBm时的数据。
  注意:+10dBm是ETSI ( 欧洲电信标准协会)允许的最大发射功率。

  3.更强的处理能力

  集成MCU的单芯片BLE通常MCU都比较弱,而且这颗MCU同时运行着BLE协议栈和应用程序。
  大多数初代的芯片都用的是ARM Cortex内核,见下表:


  M4F 是 Cortex-M4 增加一个(浮点运算单元) Floating Point unit.
  有一些老的芯片使用的是8051或者其他内核,更多的则是Cortex-M0内核,因为用户更喜欢用这些已经是业界标准的内核。
  Cortex-M0内核是低功耗的内核,它适合采集传感器数据,但是在运行算法方面就不太好了。当你需要在Cortex-M0或者8051内核中跑BLE协议栈时,它就没有太多的剩余性能来做其他的事情,一些复杂的外设也就没办法接了。
  越来越多的芯片原厂希望拓展穿戴设备市场,这就需要更高的性能和更小的体积。解决办法看来就是使用性能更强的BLE SoC。上表中以及可以看到,TI和NORDIC都从8051或者Cortex-M0转移到了Cortex-M3或者Cortex-M4内核。其中浮点运算单元可以用来应付更多的运算要求。
  同时,还有其他的一些需求是内置更多的通讯外设,低功耗传感器和更多的模拟外设。

  4.更多的RAM和Flash

  通常芯片会提供128KB或256KB的Flash容量,真实的协议栈一般是70KB至90KB的大小,所以留给应用程序的空间就不会太大。BLE应用不断的发展,需要处理的事物越来越多,所以就需要更大的RAM和更大的Flash。
  最近,NORDIC发布了他们的nRF52832 ,它带有512KB的Flash。同时它也是目前拥有最大内存的BLE SoC。
  通常BLE SoC的RAM只有16KB,去掉蓝牙协议栈常用的8KB至12KB,所剩无几。nRF52832则有目前最大的64KB的RAM。
  用户应用程序原来越复杂只是导致芯片升级的其中一个原因,另外一个原因是BLE协议栈将拥有更多的功能。很多芯片提供了Peripheral + Central 角色切换的功能。或者多协议同时运行,比如 BLE 和Zigbee. IPv6 support 都需要更大的RAM。


注意:提升Flash和RAM的容量会在芯片内部占更大的体积,所以趋势是使用更小的内核。

  5.多协议支持

  Freescale发布的KW40Z 受限于处理能力和Flash/RAM,它只支持BLE。TI的CC2650支持BLE、Zigbee、6LowPAN和RF4CE。Nordic的芯片支持BLE和ANT以及2.5Ghz的自由协议。芯片所提供的无线硬件都是差不多的,区别在于使用不同的软件。
  BLE是最流行的无线连接协议,多协议的支持肯定有更广的应用空间。但是同时也要考虑共存性 “coexist”,意思就是多协议同时应用时要保证无线协议之间不能互相干扰。否则就会浪费大量的电力在重发数据上面。

  下表是常见的BLE SoC芯片支持的协议:


NORDIC和TI显然是这方面的领导者。

之前没买到nRF52832-DK的,可以参加http://z.elecfans.com/4.html的众筹,有更多传感器选择!

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出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 11:10:46 | 显示全部楼层
Rx 电流 > Tx 电流,为什么?
(170681196)

出0入4汤圆

发表于 2016-2-29 11:19:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 clesun 于 2016-2-29 11:20 编辑
mangocity 发表于 2016-2-29 11:10
Rx 电流 > Tx 电流,为什么?


那一定是写文档的人马虎,,,看来是没审核就发布。话说其他家的BLE怎么不列出来,大名鼎鼎的Dialog2015出了几个版本
(170680805)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-2-29 11:26:02 | 显示全部楼层
mangocity 发表于 2016-2-29 11:10
Rx 电流 > Tx 电流,为什么?

我的理解是超高灵敏度带来的高增益的ADC比较费电,反而是发射不过是锁相环之类的震荡电路。
(170680641)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-2-29 11:28:46 | 显示全部楼层
clesun 发表于 2016-2-29 11:19
那一定是写文档的人马虎,,,看来是没审核就发布。话说其他家的BLE怎么不列出来,大名鼎鼎的Dialog2015 ...


RX电流的确是大于TX电流,这个可以看datasheet。

另外,文中提到:“我们没有列出Dialog的DA14580的3.9mA的功耗,是因为它没有内部的Flash。如果你的应用代码超过32KB时(超出它内部ROM的体积)就需要外置Flash,所以功耗就不止这么多了。”

对了,似乎也没有“其他家”比较流行的BLE SoC芯片啦。
(170680594)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 11:29:33 | 显示全部楼层
52832,这个芯片刚出来,估计不好买。
(170675922)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 12:47:25 | 显示全部楼层
年前已经买了你们家的开发板,问了代理商3月份可以买到量产芯片
(170670733)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 14:13:54 | 显示全部楼层
就2540好像是增强51内核
(170669844)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 14:28:43 | 显示全部楼层
overheat 发表于 2016-2-29 11:28
RX电流的确是大于TX电流,这个可以看datasheet。

另外,文中提到:“我们没有列出Dialog的DA14580的3.9m ...

貌似nxp也推了QN902X系列
(170669050)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 14:41:57 | 显示全部楼层
Cary_Liu 发表于 2016-2-29 14:28
貌似nxp也推了QN902X系列

新推了QN9080系列了。QN9020确实好。
(170664258)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-2-29 16:01:49 | 显示全部楼层
magicoe 发表于 2016-2-29 14:41
新推了QN9080系列了。QN9020确实好。

看了一下QN9020的介绍,似乎还是nRF51822的水平,内核和内存之类的都不是很强大。
http://www.nxp.com/zh-Hans/produ ... 020?lang_cd=zh-Hans

有什么特别之处呢?
(170663494)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 16:14:33 | 显示全部楼层
gyd0317 发表于 2016-2-29 12:47
年前已经买了你们家的开发板,问了代理商3月份可以买到量产芯片

有参考价格吗?
(170658268)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-29 17:41:39 | 显示全部楼层
overheat 发表于 2016-2-29 16:01
看了一下QN9020的介绍,似乎还是nRF51822的水平,内核和内存之类的都不是很强大。
http://www.nxp.com/zh ...

M4就得看9080了。
(170599151)

出0入0汤圆

发表于 2016-3-1 10:06:56 | 显示全部楼层
比功耗,怎么没dialog的?
(170597614)

出0入0汤圆

发表于 2016-3-1 10:32:33 | 显示全部楼层
关注mark!!!
(170565277)

出0入0汤圆

发表于 2016-3-1 19:31:30 来自手机 | 显示全部楼层
nxp 的QN价格更有优势,业内很多开始用了
(170562354)

出0入0汤圆

发表于 2016-3-1 20:20:13 | 显示全部楼层
1、Nordic 的BLE确实不错,特殊是智能穿戴基本十家就有9家用它了,市场占用率很高。最重要的是跟百度合作做了一款百度手环,而且是全开源的,我觉得这点也让很多做智能穿戴的公司选择它,用的人也多资料也很多。第二代产品看参数还是很不错的,具体的表现还待市场考查。
2、TI的CC2450现在应该还是有一定的市场份额,但是我个人认为应该会越来越小了,要是我个人我也更侧重于Nordic,TI的第二代貌似市场反响不是很好。还待观察
3、Cpress的就是内部的资源比较丰富,各带运放、比较器、DAC、ADC,还自带触摸驱动和LCD驱动等比较有亮点,但是发射和接收的电流有点高,如楼主所说的10多个mA,开发环境跟其他的有点不同,类似于Labview那样拉控件的。
4、NXP的QN902X,用起来也挺好的,一个API函数帮你做了好多个步骤的事情,不像TI分的比较细,蓝牙协议栈听说不是很稳定,待考证。看参数的话,RAM很大128KB,但是这个芯片比较奇葩,代码是从Flash拷到RAM运行的,也就说128KB看起来很多,大的程序可能会有点紧张,听说第二代Qn9080是M4内核,代码直接在Flash运行,性能也不错,但是我还没有看到相关的文档和样片,等出来可以玩玩看一看
5.其他的BLE我就没有接解过,待其他大神补充
(168610133)

出0入0汤圆

发表于 2016-3-24 10:37:14 | 显示全部楼层
比较喜欢用TI的BLE进行开发,看了CC2640的datasheet,内部的资源还是很丰富的,需要继续研究,
(10845115)

出0入0汤圆

发表于 2021-3-24 10:14:12 | 显示全部楼层
很好,又学到了,感谢楼主,
(10843427)

出20入0汤圆

发表于 2021-3-24 10:42:20 | 显示全部楼层
STWB55系列对比应该有优势吧,除了价格,WB还有USB
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