Choisir entre un module Bluetooth LE et un système sur puce (SoC) est une décision critique mais difficile dans la conception d'appareils Bluetooth . Chaque option offre son propre ensemble d’avantages et d’inconvénients, ce qui rend essentiel de peser soigneusement les performances, les fonctionnalités et les coûts.

En tant qu'expert chevronné de la technologie Bluetooth, RF - star vise à simplifier le processus de prise de décision en fournissant une comparaison approfondie des chipsets Bluetooth par rapport aux modules . Ce guide vous aidera à faire le meilleur choix en fonction de vos volumes de production , de votre expertise technique , de votre budget et de vos délais de mise sur le marché.

Qu'est-ce qu'un SoC Bluetooth ?

Un système sur puce (SoC) Bluetooth est un circuit intégré (CI) qui facilite la communication Bluetooth au sein d'un appareil. Il comprend généralement un processeur central, un émetteur-récepteur RF, une mémoire et des circuits auxiliaires. Le SoC constitue le cœur de la communication Bluetooth, gérant la transmission et le traitement des données.

Qu'est-ce qu'un module Bluetooth ?

En revanche, un module Bluetooth LE est une unité précertifiée qui agit comme une solution de communication Bluetooth complète et à faible consommation . Il intègre un SoC Bluetooth LE avec des composants supplémentaires tels que des circuits RF, des oscillateurs à cristal, des circuits d'adaptation d'antenne, des antennes, un Balun et des interfaces périphériques sur une carte de circuit imprimé ( PCB ) . Le module est une solution plug-and-play pré-packagée qui simplifie considérablement le développement de produits , permettant aux développeurs de se concentrer sur les fonctionnalités du produit de niveau supérieur sans se soucier de la conception RF sous-jacente.

Exemples de modules SoC TI CC2340 et RF-star RF-BM-2340B1

Module Bluetooth LE vs SoC : une comparaison détaillée

Nous utiliserons les mesures clés suivantes pour comparer les différences entre le module Bluetooth LE et le SoC :

• Fonction
• Facilité d'utilisation
• Application
• Coût

1. Différences fonctionnelles

Un SoC Bluetooth fournit les fonctionnalités essentielles à la communication Bluetooth mais nécessite des composants périphériques supplémentaires pour créer un système entièrement opérationnel. Les développeurs qui choisissent un SoC doivent concevoir et mettre en œuvre les circuits RF, la gestion de l'alimentation et les logiciels embarqués nécessaires.

Ce niveau de personnalisation est avantageux dans les situations où le format, la consommation électrique et les performances du produit doivent être réglés avec précision. Cependant, cela signifie également que le cycle de développement sera plus long et que le projet pourra nécessiter une équipe possédant une expertise spécialisée dans la conception RF et le développement de logiciels embarqués.

À l'inverse, les modules Bluetooth sont livrés avec des circuits RF périphériques intégrés et des logiciels intégrés pertinents, tels que le micrologiciel du port série Bluetooth 5.0 , le micrologiciel UART direct drive n , le micrologiciel de transmission transparent SPI et le micrologiciel I2C. Les développeurs peuvent utiliser un MCU externe pour contrôler directement la connectivité Bluetooth , réduisant ainsi considérablement la charge de travail et la complexité du développement de produits. Il permet aux développeurs de se concentrer sur la couche application et d'intégrer plus rapidement la connectivité Bluetooth dans leurs produits.

Si vous connaissez plus de modules de port série Bluetooth, consultez le blog Protocoles de communication série génériques : UART, SPI, I2C.

2. Facilité d'utilisation

Les modules Bluetooth Low Energy sont conçus dans un souci de convivialité. Ils comportent souvent des interfaces matérielles standardisées (telles que UART, SPI, I2C et GPIO) et des protocoles logiciels , ce qui les rend faciles à intégrer dans une variété de systèmes .

De plus, les modules Bluetooth LE sont généralement accompagnés d'une documentation complète, de kits de développement et de conceptions de référence, ce qui facilite encore davantage le processus de développement. De nombreux modules sont également accompagnés de piles logicielles robustes qui fournissent des profils et des services Bluetooth essentiels prêts à l'emploi. Cela signifie que même les développeurs ayant une expérience Bluetooth limitée peuvent intégrer avec succès la connectivité sans fil dans leurs produits.

En revanche, l’utilisation d’un SoC Bluetooth nécessite une plus grande expertise technique. L'équipe de développement doit maîtriser le matériel RF et la conception de logiciels embarqués. Cela implique la création de circuits RF, la sélection et le placement des composants, l'optimisation de la puissance et la garantie de la conformité Bluetooth. Bien que cette approche offre de la flexibilité et des économies potentielles dans la production en grand volume, elle nécessite plus de temps, de ressources et de connaissances spécialisées.

3. Demande

Le choix entre un SoC Bluetooth LE et un module dépend en grande partie de l'application. Les modules Bluetooth sont idéaux pour mettre en œuvre une connectivité sans fil avec un minimum d'effort, en particulier dans les volumes de production modérés où la commodité et les temps de développement plus courts compensent le coût unitaire plus élevé.

Common applications for Bluetooth LE modules include smart home devices, such as smart plugs, light bulbs, and security cameras; smart medical devices, such as blood glucose monitors and digital thermometers; and industrial IoT devices, such as sensors and actuators that require reliable wireless communication.

Bluetooth SoCs, however, are better suited for applications that require high customization, integration, and scalability. They are often used in large production volumes, where cost savings from using SoCs are substantial.

Typical applications include high-performance consumer electronics, such as smartphones, tablets, and laptops; wearable devices, such as smartwatches and fitness trackers; and automotive applications, such as in-car entertainment systems and advanced driver-assistance systems (ADAS).

4. Cost

Cost is often a decisive factor in choosing between a Bluetooth SoC and a module. Bluetooth modules with pre-certified RF circuitry, an antenna, and a software stack may raise the cost of buying one. Its initial purchase cost sounds higher than SoC’s.

However, this higher cost should be weighed against the potential savings in development time and resources. When using a Bluetooth SoC, the following development-related expenses should be taken into consideration:

• RF design and engineering costs.
• Investment in lab equipment and infrastructure.
• PCB configuration and antenna selection expenses.
• Certification fees.

While SoC might have a lower initial cost, it can incur additional expenses during development.

For large-scale production, however, the higher upfront investment in development can lead to significant cost savings in the long run. According to an analysis by Silicon Labs, SoCs may offer a cost advantage over modules when annual production volumes exceed 500,000 to 1.3 million units. This makes SoCs an attractive option for high-volume products where reducing the bill of materials (BOM) cost is critical to maintaining profitability.

Break-even for a wireless SoC and wireless module. Source from Silicon Labs

Supply chain management is another crucial consideration when choosing between a Bluetooth chipset and a module.

With a Bluetooth LE module, you only need to manage the module vendor, who is responsible for ensuring the module's quality, availability, and compliance with industry standards.

Mais, avec une conception basée sur SoC, vous devez gérer plusieurs fournisseurs, notamment le fournisseur de SoC, le fabricant de PCB, le fournisseur d'antennes et éventuellement d'autres. Chacun de ces fournisseurs peut avoir des délais de livraison, des cycles de vie des produits et des processus de contrôle qualité différents, ce qui ajoute de la complexité à la gestion de la chaîne d'approvisionnement et nécessite plus de ressources.

Module Bluetooth LE et SoC : une comparaison complète

Module Bluetooth LE vs SoC : un guide ultime

Sur la base de la comparaison ci-dessus, vous devez prendre en compte plusieurs facteurs clés lorsque vous décidez entre un SoC Bluetooth et un module Bluetooth :

• Volume de production : pour une production à grande échelle, l'utilisation de SoC Bluetooth LE peut être plus rentable.
• Expertise technique : si votre équipe manque d'expérience en matière de conception et de tests RF , opter pour un module pourrait être le meilleur choix .
• Délai de mise sur le marché : s'il existe une pression pour commercialiser le produit rapidement, un module peut être plus approprié .
• Considérations budgétaires : il est crucial d’analyser la rentabilité à court et à long terme.
• Gestion de la chaîne d'approvisionnement : déterminez si vous disposez des ressources nécessaires pour gérer une chaîne d'approvisionnement complexe.

Pour résumer, les SoC et les modules Bluetooth ont leurs propres forces et faiblesses . Lequel est le meilleur ? Cela dépend du produit spécifique, de l'équipe de développement , de l'urgence du lancement du produit, du budget, du volume de production , etc. Si vous avez des questions au cours du processus de prise de décision, RF-star , principal fournisseur de solutions Bluetooth LE avec modules et SoC , peut vous donner des conseils sur les coûts, le calendrier et les performances du produit pour vous aider à faire le meilleur choix.