מעצבים יש אפשרויות רבות כשמדובר קישוריות אלחוטית ביישומים החל מכשירים ממשק האדם (HIDs) כדי חיישנים מרוחקים עבור האינטרנט של דברים (IoT). אחת ההחלטות הבסיסיות ביותר שצריכה להיעשות, ואחת שמעצבים רבים עדיין נאבקים בה, היא האם ללכת עם ממשק RF מבוסס תקנים, כגון Wi-Fi, Bluetooth או ZigBee, או שכבת RF פיזית קניינית (PHY ) עיצוב ופרוטוקול.

הסיבות לבחירת אחד על פני השני הן רבות, אבל כך גם יחסי הסחר היחסיים במונחים של עלות, אבטחה, צריכת חשמל, יכולת פעולה הדדית, זמן תכנון, עמידות בפני הפרעות, דו-קיום, חביון ודרישות הסמכה. רבים של חילופי אלה קשורים זה בזה ולכן על המעצבים לקבוע תחילה את דרישות העיצוב, ולאחר מכן לבצע אופטימיזציה בהתאם.

מאמר זה ידון בגורמים שיש לקחת בחשבון בעת בחירה בין ממשק Bluetooth סטנדרטי לבין פרוטוקול RF קנייני. זה יהיה לאחר מכן להציג מודול 5 Bluetooth, ואחריו פתרון סיליקון שעליו פרוטוקול קנייני יכול להיות מיושם, עם הנחיות מתאימות עבור כל אחד על איך במהירות להתחיל לעבוד.

קניין רוחני יתרונות וחסרונות
המקרה של PHY קנייני ופרוטוקול חזק אם העיצוב דורש אופטימיזציה לכיוון של אבטחה, כוח נמוך, טביעת רגל קטנה, וביצועים.

אבטחה היא קריטית עבור יישומים רבים, החל פתיחת דלת המוסך למכשירי IoT. עם מכשירי רדיו קנייניים, הוא מטופל במספר דרכים. כדי להתחיל, עיצובים קנייניים מבטיחים "אבטחה, דרך אלמוניות", כי ממשק RF כי הוא לא ידוע קשה יותר לפרוץ. יש גם את הנטייה של ממשקים קנייניים להיות נקודה לנקודה, או לפעול במערכות סגורות שאינן מתחברות לרשתות רחבות יותר, ולכן להישאר מוסתרים. לבסוף, מעצבים של ממשקים קנייניים חופשיים לפתח אלגוריתמים מתקדמים הצפנה שלהם או לצבוט הוקמה, מבלי להיות interoperable עם אלגוריתמים אבטחה של יצרנים אחרים. פשוט להיות שונה, כשלעצמו, יתרון ביטחוני.

עיצובים רדיו קנייניים יכול להיות יתרון כאשר מדובר בהבטחת חיבור חזק מול הפרעה של רשתות Wi-Fi, תנורי מיקרוגל, טלפונים אלחוטיים, ורשתות אלחוטיות אחרות בעלות הספק נמוך. בלי להיות קשור סטנדרטית, מעצבים יש את הגמישות לעשות שימוש טוב יותר של הספקטרום באמצעות טכניקות כגון רצף ישיר התפשטות ספקטרום (DSSS) ו תדירות מקפץ ספקטרום להפיץ (FHSS). בנוסף, הם יכולים לאמץ את ערכת קידוד המועדפת שלהם על בסיס תקציב הקישור הצפוי שלהם כדי לקבל תפוקה גבוהה יותר או צריכת חשמל נמוכה יותר.

גמישות זו חלה גם על מבנה מנות הנתונים. ללא החבילה מעל הנדרש כדי להבטיח יכולת פעולה הדדית עם התקנים אלחוטיים מבוססי תקנים, מבנה מנות ניתן לייעל בהתאם לצרכים של היישום.

מנקודת מבט של עיצוב חומרה, דרישות ביצועים מובנות היטב והבטיחות כי דרישות אלה לא ישתנו בשלב מאוחר יותר, מאפשר למעצבים של ממשק RF קנייני להיות מותאם לחלל, כוח וביצועים. הם יכולים לעשות זאת שוב, כולל רק את הפונקציות הנדרשות כדי לענות על הצרכים של היישום.

בעוד RF קניינית יש יתרונות רבים, ישנם מספר גורמים שיש לקחת בחשבון. הראשון הוא עלות: כדי להצדיק את עלות ההנדסה החד פעמית (NRE) של עיצוב RF מותאם אישית RF ותוכנה קשורה, במיוחד עבור התקנים בעלות נמוכה, נפח צפוי צפוי להיות 100,000.

הצמדה הדוקה עם עלות היא זמן התכנון, במיוחד בהתחשב בגחמות של עיצוב RF ואת המחסור המתועד היטב של מומחיות RF, כמו גם את הזמן שנדרש לפתח את הקושחה ואת התוכנה הנדרשת עבור עיצוב מוצלח.

Bluetooth אימצה נרחב, תמיד הסתגלות
מצד שני הוא Bluetooth. במקור תוכנן כטכנולוגיה פשוטה החלפת נקודה לנקודה כבל עבור HIDs והתקנים אחרים שהיו מסובכים משתמשים, זה הפך במהרה פתרון אודיו אלחוטית התקן קישוריות התקן. מתוך שליטה הדוקה על ידי קבוצת האינטרסים המיוחדים של Bluetooth (SIG), Bluetooth מובנת היטב והמעצבים יכולים להיות בטוחים שהמכשירים שלהם יחברו ויפעלו יחד עם התקנים אחרים המותאמים ל- Bluetooth, ללא קשר למקור החומרה.

אימוץ רחב והתקנים הדדית הביאו לפריטי חומרה ותוכנה, והביאו עמה עלויות נמוכות וזמן מהיר לשוק לתכנון הדורש ממשק אלחוטי. בנוסף, Bluetooth התפתח במשך השנים.

היא פעלה תמיד ב 2.4 GHz תעשייתי, מדעית, רפואי (ISM) הלהקה, החל אפנון GFSK של שבעים ותשע שלה 1 MHz ספקים, נותן תפוקה של 1 Mbit / s. זה נקרא Bluetooth Basic Rate (BR). תוכנית קידוד ה- FHSS המותאמת שלה מאפשרת לה להמשיך ולהישאר איתנה מול הפרעות, גם כאשר ה- IoT מביא מכשירים מחוברים יותר אלחוטי. כדי להגיע לשיעורי נתונים גבוהים יותר, Bluetooth 2.0 + משופרת נתוני נתונים (EDR) משתמש π / 4-DQPSK (ההפרש משוואה משנית שלב משמרת) ו 8DPSK אפנון, כדי להגיע לשיעורים של 2 ו 3 Mbits / s, בהתאמה.

בעוד Bluetooth נשלט היטב על ידי SIG, מעצבים צריכים ללמוד מקרוב את השינויים שהגיעו עם הקדמה של Bluetooth 4.0 Core מפרט 2010. זה הציג Bluetooth נמוכה אנרגיה (BLE), שווקו בעבר כמו Bluetooth חכם. BLE אינו תואם לאחור עם Bluetooth קלאסי, ולכן מעצבים צריכים להיות זהירים כאן.

המטרה העיקרית של BLE היא כוח נמוך. זה משיג את זה על ידי מעבר מן הגישה חיבור מונחה Bluetooth קלאסי שבו התקנים מחוברים תמיד, לגישה לא מחובר שבו הם רק להתחבר כאשר הם צריכים לזמן קצר. היישומים הם wearables כמו שעונים חכמים חיישנים עבור IoT.

הגרסה האחרונה, Bluetooth 5, מכפילה את קצב הנתונים של BLE ל- 2 Mbits / s מ- 1 Mbit / s, ומגדילה את טווח חיבור ה- 128 kbit / s על-ידי 4x עד 50 m באמצעות תיקון שגיאות חזק יותר קדימה (FEC) . קצב נתונים גבוה יותר מאפשר יותר מנות להיות מועבר עבור חריץ זמן נתון, כך צריכת החשמל מופחתת כמו המכשיר יכול להישאר במצב כוח נמוך או במצב לא פעיל לתקופות ממושכות.

הטווח הארוך מעניק למעצבים גמישות רבה יותר לסחר בנתונים של מרחק עבור כל מכשיר Bluetooth, כולל משואות. משואות הן מכשירי BLE המונעים על ידי סוללות שמשדרות את המזהה שלהם להתקנים ניידים קרובים, כך שאותם מכשירים יכולים לבצע פעולות מסוימות כאשר הם קרובים אל המשואה. הן פופולריות בקרב המפרסמים והן מאפשרות מעקב מדויק אחר פנים וחוץ.

עם זאת, ה- SIG יישם עוד שינוי מעניין שמעצבי ממשק RF קנייניים יכולים לעשות: הם הורידו את היחס בין עומס יתר על המידה, הדורש פחות שידורים לשליחת כמות נתונה של נתונים "אמיתיים", כדי לצמצם עוד יותר את צריכת החשמל.

מה התחיל בתור טכנולוגיה פשוטה החלפת כבל יש morphed למשהו הרבה יותר שימושי. כתוצאה מכך, מעצבים כיום יותר מתאים לחפש פתרון Bluetooth מהיר וקל ולא לעבור את העלות והוצאות של עיצוב ממשק RF שלהם.

מתחיל לעבוד ב- Bluetooth
נטייה זו לבחור ממשק Bluetooth הופך להיות הכרחי כמו זמן לשוק השוק צמצום תקציבים עיצוב מתכווץ. למרבה המזל, עבור עיצובים רבים יש מספיק מקום כדי להתאים מודול Bluetooth מחוץ למדף, אשר יאפשר צוות העיצוב להתמקד היישום הסופי שלהם בידול.

קנייני לעומת Bluetooth נקודה מתוקה
בין עיצוב רדיו קנייני מותאם אישית לבין Bluetooth סטנדרטי, יש אפשרות נוספת: משדר רדיו מהמדף שסביבו יכולים המעצבים לפתח פרוטוקולים משלהם, או לאמץ את גרסאות ה- off-the-shelf כגון Ant, Thread, או זיגבי. עם עלות נפילה של סיליקון זמין מגוון רחב של תמיכה בתוכנה, זה עשוי להיות "נקודה מתוקה" עבור מעצבים המחפשים בידול, קצת רוחב האופטימיזציה, ואת האפשרות לשפר את האבטחה, כל זאת תוך שמירה על עלויות מינימום ועיצוב לוחות זמנים שלמים.

סיכום
ישנן סיבות רבות לבחור או מלא קניינית RF עיצוב תוואי או רדיו Bluetooth רגיל. לכל אחד יש את מקומו כשמדובר הפגישה דרישות העיצוב והיישום במונחים של עלות, זמן, ביצועים, גודל, אבטחה, וגורמים רבים אחרים. עם זאת, עבור מעצבים שרוצים רבים של עלות וזמן לחיסכון היתרונות של off-the- המדף סיליקון, כמו גם את הגמישות להוסיף רמה מסוימת של בידול קנייני, ספקים כעת גם לספק פלטפורמות חומרה מוצק לבנות על.

קודם:מהו אפנון? סוגים שונים של טכניקות אפנון

הבא:איך עובד טרנזיסטור?

השאר הודעה

רשימת הודעות

תגובות Loading ...