低功耗藍(lán)牙時(shí)代，紐扣電池壽命可達(dá)十年

　　根據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)的預(yù)測(cè)，到 2023 年，藍(lán)牙設(shè)備的年度總出貨量將增加到 54 億個(gè)，年增長率達(dá)到 26%，那時(shí) 90% 的藍(lán)牙設(shè)備都將支持低功耗藍(lán)牙(BLE，Bluetooth Low Energy)。到 2024 年，低功耗藍(lán)牙單模設(shè)備累計(jì)出貨量將達(dá)到 75 億。

　　面對(duì)低功耗藍(lán)牙藍(lán)海，更低功耗是廠商們追求的標(biāo)準(zhǔn)之一。Silicon Labs 作為最早支持藍(lán)牙 5.0 和 5.2 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的廠商之一，今年 2 月發(fā)布面向電池供電的低功耗藍(lán)牙芯片 BG22 SoC 之后，又推出基于 BG22 SoC 的 BGM220 藍(lán)牙模塊。Silicon Labs 表示，這款芯片可以將紐扣電池的壽命延長5-15 年。

　　那么，低功耗藍(lán)牙是如何演變而來的?可讓紐扣電池壽命長達(dá)十年的低功耗藍(lán)牙芯片背后又有什么樣的技術(shù)邏輯?

　　萬物互聯(lián)，低功耗藍(lán)牙的新機(jī)遇

　　藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展至今，已有 25 年歷史。

　　1994 年，愛立信希望通過無線音頻傳輸實(shí)現(xiàn)無線耳機(jī)，最早發(fā)明了能夠在設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線藍(lán)牙技術(shù)。

　　伴隨著傳輸速度和傳輸距離的變化，藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷演進(jìn)，從 2004 年藍(lán)牙 2.0 版本的正式商用，到 2007 年 2.1 版本增加能夠延長藍(lán)牙設(shè)備電池壽命的 Sniff 省電功能，再到 2009 年 3.0 版本時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率得以提升……

　　直到 2010 年，藍(lán)牙 4.0 版本的推出，藍(lán)牙技術(shù)正式被分為經(jīng)典藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙兩條發(fā)展路徑，在功耗敏感型應(yīng)用和只需傳輸少量數(shù)據(jù)應(yīng)用中表現(xiàn)優(yōu)異的低功耗藍(lán)牙就此開始發(fā)展。

　　進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，特別是在藍(lán)牙 5.2 推出之后，藍(lán)牙 Mesh 組網(wǎng)助力藍(lán)牙設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能樓宇、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的連接。位置服務(wù)在測(cè)試大型商場(chǎng)人流量中尋求機(jī)遇。耗電少、連接速度快的低功耗藍(lán)牙逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)連接，特別是智能產(chǎn)品連接的首選。

　　超低功耗，讓紐扣電池壽命長達(dá) 10 年

　　盡管低功耗藍(lán)牙在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，但為了分食更多市場(chǎng)，各個(gè)廠商仍在努力降低功耗，提供更好的性能。

　　雷鋒網(wǎng)了解到，低功耗藍(lán)牙功耗的降低，主要通過芯片設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，而低功耗藍(lán)牙芯片的功耗主要來源于動(dòng)態(tài)運(yùn)行功耗和靜態(tài)睡眠功耗，這些功耗受設(shè)備激活、休眠時(shí)間、執(zhí)行通信協(xié)議和應(yīng)用程序的效率等因素的影響。

　　Silicon Labs 推出的 BG22 系列芯片結(jié)合了同類最佳的超低發(fā)射和接收電流，即 0 dBm 下，發(fā)射電流為 3.6 mA，接收電流 2.6 mA，使用高性能、低功耗 Cortex M33 內(nèi)核，工作電流為 25 µA / MHz，休眠電流 1.21µA。此外，活動(dòng)電流為 25μA/MHz，相比于第一代 BG 系列產(chǎn)品，活動(dòng)電流降低 62μA/MHz。這一芯片可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，讓紐扣電池的壽命達(dá)到 5 年至 15 年，這在對(duì)于原先長期處于工作狀態(tài)下使用壽命為 5 年左右的紐扣電池，有較大的提升。

　　Silicon Labs 亞太區(qū) IoT 產(chǎn)品營銷高級(jí)經(jīng)理陳雄基表示，過去大家為了確保所有藍(lán)牙穩(wěn)定接入，可能會(huì)犧牲掉功耗的部分，調(diào)制到最大 TX 功率(發(fā)射功率)以確保通訊功能，但 Silicon Labs 的 BLE 協(xié)議支持動(dòng)態(tài) TX 功率調(diào)節(jié)，能夠更好地優(yōu)化功耗，從而延長電池壽命。

　　除了業(yè)界領(lǐng)先的藍(lán)牙 5.1 和 5.2 SoC 和預(yù)先認(rèn)證的模塊之外，Silicon Labs 還提供堆棧軟件、移動(dòng)設(shè)備端應(yīng)用程序和開發(fā)工具，能夠?yàn)榭蛻籼峁┩暾乃{(lán)牙產(chǎn)品解決方案。

　　作為一家無線連接公司，Silicon Labs 不僅僅支持藍(lán)牙協(xié)議。根據(jù)陳雄基的介紹，Silicon Labs 的產(chǎn)品軟硬件兼容，對(duì)于想要使用 Wi-Fi 和 Zig-Bee 的客戶而言，無需修改硬件就可以繼續(xù)使用，同樣滿足低功耗的需求。

　　可穿戴設(shè)備的明天

　　超低功耗的藍(lán)牙芯片給萬物互聯(lián)帶來更多可能性。Silicon Labs 方面表示，公司之前的產(chǎn)品很少涉及到消費(fèi)電子領(lǐng)域，而最新推出而的超低功耗 BG22 開始應(yīng)用在新型物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，例如攜帶式按摩儀，攜帶式醫(yī)療機(jī)械，超低功耗藍(lán)牙芯片擴(kuò)展了 Silicon Labs 的市場(chǎng)。

　　在芯片的體積上，Silicon Labs 推出的 BGM220 藍(lán)牙模塊采用的是系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)，規(guī)格為 6mm x 6mm，這就意味著該模塊可以用于更加小型的產(chǎn)品。

　　雷鋒網(wǎng)認(rèn)為，紐扣電池壽命長達(dá)十年的保證會(huì)讓更多可連接設(shè)備選擇植入低功耗藍(lán)牙芯片，芯片體積的縮小更是推動(dòng)了這一趨勢(shì)的發(fā)展。
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