Parlez de la stratégie de contrôle de sélection du SoC sans fil basse consommation Oct 29, 2021

Écrit par le conseiller principal de RF-star XCODER (un essayiste de We-Media)



À l'heure actuelle, il existe de plus en plus d'options pour les puces SoC sans fil, des fabricants européens et américains aux semi-conducteurs nationaux. Comment choisir une puce sans fil adaptée au développement de produits ? Les aspects suivants doivent être pris en considération.



Technologie sans fil:

Les technologies sans fil populaires à faible puissance actuelles comprennent Wi-Fi, petit sans fil, LoRa, Bluetooth, Thread, ZigBee, NFC, Private 2.4G , NB-IoT, 2G, 3G, 4G, etc., Les technologies sans fil couramment utilisées dans l'automatisation d'usine et la maison intelligente, y compris le Wi-Fi, le petit sans fil, BLE , Fil, ZigBee, NFC. La figure suivante compare les avantages et les inconvénients de ces différents protocoles sans fil en termes de bande passante de transmission de données, de distance et de consommation électrique. Une solution appropriée doit être sélectionnée en fonction du scénario d'utilisation,

Wifi: Le Wi-Fi convient à la transmission de données vidéo à haute vitesse, mais sa consommation d'énergie est relativement élevée. À l'heure actuelle, il existe moins de puces Wi-Fi grand public à faible consommation sur le marché. Le cœur utilise un cœur ARM M3 ou M4, qui exécute un RTOS simple, et ne prend en charge que le mode 802.11b/g/n, une bande passante faible, mais peut répondre à l'application d'une alimentation par batterie sèche.


ZigBee : Le meilleur choix de maison intelligente, le statut est contesté par BLE MESH. Mais après le lancement de ZigBee 3.0, divers systèmes peuvent être interconnectés et la compatibilité de la plate-forme est bien meilleure qu'avant.

Sous-1G : En raison de sa stabilité et de sa longue distance de transmission, il peut être utilisé dans divers domaines de contrôle industriel. Le courant de crête TX est important, mais le système est en mode veille à d'autres moments. Ainsi, la consommation électrique globale est faible.


NFC : La fonction est avec laquelle les téléphones portables doivent être transportés. Les systèmes de transport public et les systèmes de contrôle d'accès sont principalement adoptés par les solutions RFID et NFC.


LoRa : Technologie de spectre étalé unique, puissance de transmission de +20 dBm, faible consommation d'énergie, longue distance, l'inconvénient est une faible utilisation de la bande passante et un faible débit de données.


Consommation d'énergie

Gardez toujours à l'esprit l'expérience des utilisateurs finaux. Si la batterie tombe en panne, même le produit le plus idéal sera abandonné.

Quel type de méthode d'alimentation peut être utilisé? Pile bouton, pile sèche, pile au lithium ? Les piles boutons sont populaires en raison de leur faible coût, de leur petite taille et de leur légèreté. Considérant que la durée de vie de la batterie de ces produits est cruciale et que la pile bouton ne peut fournir qu'un courant de crête d'environ 5 mA sans être endommagée. Si vous conduisez un pic de courant plus important, la capacité de la batterie sera affectée.


Puissance d'émission RF : La puissance de transmission de Bluetooth est relativement faible. Habituellement, seule une puissance d'émission de 5 dBm est prise en charge, se référer généralement à une puissance d'émission de 0 dBm selon les spécifications. ZigBee, la petite puissance de transmission sans fil peut atteindre 20 dBm. (Plus de 20 dBm ne peuvent pas passer le test de sécurité).


Consommation d'énergie de fonctionnement du MCU : Étant donné que le même noyau ARM du SoC sans fil est utilisé, la consommation d'énergie est similaire. Mais il est nécessaire d'évaluer le temps de fonctionnement du MCU depuis l'état de réveil du mode basse consommation jusqu'au fonctionnement à pleine vitesse. Plus le temps est long, plus la consommation d'énergie est importante. De plus, il est nécessaire d'évaluer la fréquence principale du MCU à pleine vitesse. Plus la fréquence principale est élevée, plus la consommation d'énergie est élevée.


La figure suivante montre les performances de consommation d'énergie de plusieurs technologies IoT :

En plus des spécifications, plusieurs suggestions pour réduire la consommation d'énergie sont fournies :

1.Ajustez l'intervalle de connexion, l'intervalle de publicité et le délai d'esclave en conséquence.

2. Combinez plusieurs petits paquets de données en moins de gros paquets de données pour réduire la surcharge RF.

3.Envisagez de compresser les données localement avant la transmission pour réduire le débit RF.

4.Identifiez les données non critiques qui peuvent être envoyées ou ne pas être envoyées à un rythme plus lent.


Sélection de la mémoire

Principaux indicateurs de mémoire : RAM, FLASH, ROM, FLASH série


RAM: Les variables temporaires, les variables globales, les tableaux, etc. appliqués dans le code sont tous placés en RAM. La taille de la RAM déterminera la complexité du système. Les premiers appareils tels que CC2541 et nRF51822 avoir moins de ressources RAM, ce qui limitera le nombre de connexions BLE en tant que maître, et affectera également l'efficacité d'exécution de l'algorithme (généralement un algorithme en temps réel chargera le code de la mémoire flash à la RAM pour l'exécuter).

Il faut généralement tenir compte de l'espace RAM supérieur à 20K. (Parce que RTOS et le protocole prendront également de l'espace RAM).


ÉCLAT: Le facteur clé détermine le programme. Flash nécessite généralement plus de 256 Ko, et celui couramment utilisé se situe entre 256 Ko et 512 Ko. Certains fabricants, comme le flash 1M lancé par nRF52840 , sont légèrement plus grands et peut-être les produits développés pour les appareils portables.


ROM : Vous vous demandez peut-être pourquoi la ROM est mentionnée ici ? Parce que le coût de la ROM est faible, certains fabricants tels que Boîte de dialogue, TI et d'autres fabricants mettront la pile de protocoles dans la ROM pour réduire le coût de fabrication des puces. Par exemple, les informations publiques de TI sont les suivantes :

FLASH série : C'est plus intéressant. Si les responsables du marché de l'IoT examinent les puces sans fil nationales et étrangères, ils peuvent trouver le point intéressant. Les semi-conducteurs d'outre-mer intégreront le flash dans la puce. Les semi-conducteurs domestiques intègrent le flash série dans la puce ou le flash externe. La raison est tout à cause du coût! Le flash série est bon marché. L'utilisation d'une RAM de grande capacité pour charger le programme de la mémoire flash série vers la RAM est bien inférieure au coût d'exécution directe sur la mémoire flash sur puce. (XCODER a une suggestion ici. Il est recommandé d'envisager de signer numériquement et de crypter le micrologiciel stocké dans la mémoire flash hors puce de la ROM de la puce. Sinon, il est facile pour les pirates de lire le micrologiciel à partir de la mémoire flash du produit du client et puis copiez le produit à l'envers.)


Mise à niveau OTA

Les produits de l'IoT sont dans une période d'itération rapide. Cela ne signifie pas que l'itération du produit est rapide, mais que le logiciel se met à jour rapidement, y compris les bugs, la mise à jour de l'interface interactive, la mise à jour de la logique de contrôle, etc. Tous ces éléments ne peuvent pas espérer recycler les produits puis les désassembler. Nous devons tenir compte des exigences fonctionnelles de la mise à niveau OTA sans fil et laisser un moyen de mettre à niveau nos produits.


Voici comment contrôler la demande de mise à niveau OTA :


Tarif aérien pendant le surclassement :


La vitesse détermine l'expérience de l'utilisateur de la mise à niveau. Plus le temps de transmission aérienne est long, plus la probabilité de problèmes est grande. Par conséquent, il est le plus difficile d'utiliser LoRa pour effectuer des mises à niveau aériennes.

Capacité mémoire flash :


La mise à niveau sans fil peut être divisée en deux méthodes de mise à niveau. Premièrement, la mise à niveau de la sauvegarde d'image nécessite deux fois plus d'espace de stockage que le micrologiciel. Le nouveau fichier de sauvegarde reçoit et stocke d'abord dans la mémoire flash, et le programme de démarrage est utilisé pour exécuter le nouveau micrologiciel après le redémarrage. Deuxièmement, il n'y a pas de mise à niveau de l'image. Après être entré dans le mode de mise à niveau, effacez directement le firmware dans la mémoire flash et écrivez le nouveau firmware. Ce mode de mise à niveau nécessite que le programme de démarrage prenne en charge la fonction OTA, ce qui peut éviter que le produit ne devienne des briques causées par l'échec de la mise à niveau.

Par conséquent, la capacité du flash est également un aspect qui doit être évalué. Ne réduisez pas aveuglément le coût et réduisez la taille du flash. Il est suggéré que la capacité flash devrait être de 1,5 à 2 fois la taille flash de sa propre couche d'application.

Intégration multi-protocole

Les applications de produits actuelles utilisent à la fois Bluetooth et petit sans fil. Bien entendu, plusieurs puces peuvent être utilisées pour l'intégration. Cependant, il existe déjà des fabricants sur le marché qui ont réalisé une intégration multiprotocole en liant des plaquettes de différents fabricants d'origine. Une puce résout plusieurs protocoles . Je pense que c'est un produit de transition. En raison des multiples plaquettes internes et de plusieurs MCU fonctionnant en même temps, la gestion de l'alimentation est un grand défi.


À l'heure actuelle, les fabricants de semi-conducteurs européens et américains déploient déjà l'intégration multiprotocole, en commençant par la conception de la puce, en combinant la 2,4G et le petit sans fil sur une seule puce SoC, et en complétant les fonctions multiprotocoles grâce au multiplexage temporel logiciel. Je pense que c'est une tendance dans un avenir prévisible. Elle peut être envisagée lorsque des applications collaboratives multi-protocoles sont nécessaires. Selon l'annonce officielle de Texas Instruments , les CC1352 et CC2652 les puces prennent déjà en charge cette fonction et la technologie a été appliquée aux applications de verrouillage de porte intelligent.

Laisser un message

Laisser un message
Si vous êtes intéressé par nos produits et souhaitez en savoir plus, veuillez laisser un message ici, nous vous répondrons dès que possible.

Accueil

Produit

skype

whatsapp