Bluetooth 4.0有助微型产品降低功耗表现

2012-04-12 13:15:40来源: DIGITIMES

    以往在功耗控制改善表现有限的蓝牙(Bluetooth)技术,在Bluetooth 4.0技术规范进一步确定后,具体呈现低功耗蓝牙(Bluetooth LE)之功能特性,尤其在3.0+高速传输(HS)规格加持下,Bluetooth可兼具满足大多数应用的高速传输表现,同时又能在功耗控制上有节能优势,亦可加速行动联网产品、医疗电子、车载电子的应用渗透率...

    Bluetooth目前已经可以说是行动装置的必备无线传输技术,由于在Bluetooth技术开发时,即已降低无线传输功耗为技术开发目标,定位以低速传输、连结应用为主,因此相关导入商品的技术应用也不脱无线键盘、耳机、滑鼠等低速装置连接设计为主,但实际上目前最普及的Bluetooth 2.0在功耗控制表现仍差强人意,加上传输效能受限,亦使Bluetooth的传输介面的实用性受到市场考验。


    Bluetooth 4.0的极低功耗表现,可令此无线技术能与电子表进行功能整合,图为卡西欧G-Shock GB-6900手表。卡西欧

   
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改善传输效能  Bluetooth 4.0技术掀起新风潮

    为了使Bluetooth技术更能迎合目前电子产品开发趋势与需求,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)提出Bluetooth4.0规范,大幅改善Bluetooth2.1+EDR及3.0+高速传输(HS)的技术规格,尤其是因应当装置透过Bluetooth进行高速传输应用导致的设备耗电量过于惊人的问题,在新版规范中Bluetooth可依据不同使用装置切换不同工作情境,例如,在使用如Bluetooth耳机、Bluetooth GPS记录器时,就会自动切换低耗电运行情境模式,当用户透过Bluetooth进行高解析度照片、文件传送时,Bluetooth则改采高速模式运作。

    新版Bluetooth 4.0另可支援允许内建微电池运行的微型硬体设计整合,新版规范的设计方向已超越Bluetooth应用2.1、3.0版的局限,较新的产品如Apple iPhone 4S、New iPad已导入Bluetooth 4.0技术,而Microsoft也将于下一代视窗作业系统Windows 8加入Bluetooth底层技术原生驱动支援。

Bluetooth 4.0依用途不同 对应标示不同

    据Bluetooth SIG的规划,全新的Bluetooth 4.0技术规范会区隔Smart Ready、Bluetooth Smart商标,来因应不同Bluetooth 4.0技术版本,藉此进行Bluetooth 4.0应用市场扩展!新的区隔方式亦可令硬体开发商可依产品需求导入对应短距离无线传输技术。

    除效能上的改进外,Bluetooth 4.0规范其实仍有许多版本差异,并非低功耗蓝牙传输技术(BLE)就等于Bluetooth 4.0。以Bluetooth Smart Ready为例,此技术Logo为锁定包括中、小尺寸手机、平板装置(Tablet Device)与个人电脑、电视机等多种萤幕尺寸应用,具较高的传输效能;Bluetooth Smart适用在数据传输量低、对功耗要求更高的装置应用。

    而Smart Ready亦同时可用在任何双模Bluetooth 4.0技术的电子产品上,Smart可应用于采行钮扣型电池供电运行的极低供耗资料撷取器、感应器,进行传输固定资讯同时又不须传输语音资料的终端装置,同时Smart Ready技术相容性最高,可和Smart、标准Bluetooth装置回溯相容。

Apple、Microsoft带头支援 Bluetooth 4.0声势看涨

    在晶片厂商方面,由于Apple新款产品相继将Bluetooth 4.0技术列为首选支援之短距离无线传输技术,加上微软作业系统的原生支援,为Bluetooth 4.0的市场渗透推力有挹注成效,尤其是MediaTek、Cambridge Silicon Radio Limited与Texas Instruments均已推出对应晶片解决方案,可因应Bluetooth 4.0技术规格支援的3D眼镜、Android手表型行动装置与平板电脑等周边设备。

    不只是IT的相关应用,Bluetooth 4.0技术的超低功耗表现、高速传输效能,也让Bluetooth 4.0技术的应用范畴可以扩及更多无线应用需求,甚至部分抢了Wi-Fi无线技术的应用市场!例如,新的应用方向将朝家电控制系统、医疗照护系统、车载资/通讯/娱乐设备、安全监控...等产品应用领域,在整合了Bluetooth 4.0技术后,即可在现有的应用获得更好的功耗改善效用,尤其是在医疗、车用电子这类利基型市场产品,更能发挥整合Bluetooth 4.0技术的产品效能改善综效。

    由于低功耗Bluetooth技术已突破高耗电量限制,相较市场现有的其他短距离无线通讯技术而言,Bluetooth 4.0拥有先前Bluetooth技术导入的稳固基础,现有产品设计升级4.0技术的转型的升级难度与延续设计经验方面,具有开发上的优势,另一方面,目前数位医疗照护的需求减增,在技术方案方面需要低功耗无线传输技术来实践设计方案,而Bluetooth 4.0技术正可整合血压、血糖管理监测仪等设备无线连接、传输需求,不只可提高医疗仪表的应用便利性,也能达到即时监控、追踪的应用需求。

Bluetooth与Wi-Fi无线技术重叠性高 整合设计撷取双方技术优势

    而随着Bluetooth与Wi-Fi技术持续演进,以低功耗设计目标出发的Bluetooth持续改善传输效能极限,而自高传输效能出发的Wi-Fi亦针对运行功耗进行技术改善,当Bluetooth与Wi-Fi两种无线传输技术的规格特性、应用领域逐渐出现重叠,两方技术的角力将越演越烈。

    尤其是Wi-Fi Direct技术大幅度与Bluetooth应用领域重叠,首度引起Wi-Fi与Bluetooth技术的正面冲突,两大技术阵营均朝着整合60GHz频段的无线技术进行功能架构,两种无线传输技术届时还会出现更剧烈的竞合关系。而在Wi-Fi Direct功能令消费性电子产品可进行Peer-to-peer形式进行资料分享、周边连结,已成为替代Bluetooth近距离传输速度受限的替代方案,而Wi-Fi Direct技术若成功抢占市场,也将直接压缩到Bluetooth 3.0无线技术方案的应用市场,是Bluetooth技术长期发展的重大威胁。

    另一方面,在Microsoft的Windows 8宣示将直接于系统内建原生Bluetooth 4.0驱动支援,此举也为Bluetooth 4.0技术抢占IT应用领域打了一剂强心针,尤其在无线滑鼠、无线键盘、行动多媒体喇叭,甚至是目前最热门的主动式3D眼镜应用,都将因为Bluetooth 4.0技术整合而令产品表现效用提升,甚至是USB周边装置都可以透过Bluetooth 4.0的高效能传输技术而受惠。

    以目前的发展趋势看来,Bluetooth与Wi-Fi技术彼此存在竞争态势,不同的无线技术受限于开发时的技术目标不同,在不同的应用情境下又无法完全只用一种技术进行短距离无线传输应用,为协助设备制造商加速产品开发速度、拓展市场商机,也有晶片业者开发短距离无线技术的Combo晶片,即整合Bluetooth与Wi-Fi技术简化设计方案,同时压低产品设计难度与成本。

    在晶片商的角度,新版Bluetooth短距离无线技术问市,透过新的晶片整合可令产品能在短距离、低功耗应用方面让终端产品的效能表现更佳,但技术导入的初期,即便因为Bluetooth无线通讯技术已有多年产品整合经验,但却仍须面对新规范的商品认证、线路设计等技术经验累积,尤其在新的资讯产品持续要求体积的趋势下,面对多元无线通讯技术的整合方向是无法避免的挑战,而运用现有离散式的设计方案去构组需要的无线技术项目,势必会遭遇载板面机、机构空间等限制问题。

    例如,Broadcom即结合Wi-Fi Direct、Bluetooth 4.0短距离无线传输技术,推出BCM43142 InConcert Combo晶片,此晶片同时可因应Windows视窗作业系统与对应Android嵌入式系统应用,可作为PC、Notebook、Sub-Notebook的短距离无线传输应用方案。观察这款Combo产品会发现,BCM43142单晶片是采40nm制程Wi-Fi整合Bluetooth 4.0技术方案的单晶片,以BCM43142方案来说,可降低40%各自独立晶片解决方案的耗电量,加上晶片整合度高,元件占位面积大幅将机,同时也可以节省物料清单成本(BOM cost)。

关键字:Bluetooth  4.0

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2012/0412/article_11170.html
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