Устройства "система на кристалле" (SoC) компании Toshiba, отвечающие требованиям Bluetooth 4.2, сочетают сверхнизкий ток, функциональность и сниженную стоимость

Компания Toshiba Electronics Europe подтверждает, что устройства Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE) "система на кристалле" (SoC) последнего поколения (Generation2, "G2") - первые устройства, обеспечивающие полное соответствие новым требованиям спецификации Bluetooth версии 4.2. Кроме того, новые устройства Toshiba могут снизить энергопотребление на 50 % по сравнению с текущими изделиями для устройств Интернета вещей с питанием от миниатюрных литиевых батарей, одновременно снижая стоимость компонентов и необходимое пространство на печатной плате. Они также поддерживают функции BLE 4.2, недоступные во многих устройствах конкурентов.

Значения потребляемого тока 3,3 мА для приема (RX) и 3,3 мА для передачи (TX) достигаются за счет использования соответствующей архитектуры и схемных решений аналоговых цепей, что значительно увеличивает срок службы батареи. Технология SoC компании Toshiba также предусматривает интеграцию радиочастотных согласующих цепей, что позволяет избавиться от согласующих цепей между устройством и антенной. Устройство позволяет проектировщикам не использовать конденсаторы, которые обычно устанавливаются вместе с внешними кварцевыми генераторами. Это способствует уменьшению размеров устройств Интернета вещей за счет сокращения количества требуемых внешних компонентов до семи, обеспечивая дальнейшее уменьшение габаритов схемы на печатной плате на 20 %.

Технология Bluetooth с низким энергопотреблением, разработанная специально для беспроводного обмена данными низкой мощности, используется во многих устройствах Интернета вещей в целях снижения веса и увеличения времени работы батареи. Как правило, существует компромисс между потреблением тока (для носимых устройств основным требованием является потребление тока в диапазоне 3-4 мА) и эффективностью работы радиочастотного блока (чувствительностью приемника и мощностью передатчика). Традиционные устройства SoC BLE не могут удовлетворять обоим требованиям одновременно. Хотя интеграция внешних компонентов в SoC BLE служит эффективным способом уменьшения размеров устройств Bluetooth с низким энергопотреблением, ухудшение чувствительности приемника и снижение мощности передатчика SoC BLE со встроенными радиочастотными согласующими цепями остается проблемой из-за потерь на рассогласование.

Компания Toshiba реализовала три технологии снижения потребляемого тока SoC BLE:

За счёт этих методов технология SoC BLE компании Toshiba позволяет снизить потребляемый рабочий ток и одновременно улучшить работу радиоканала. Чувствительность на приеме составляет -93 дБ/мВт, а выходная мощность равна 0 дБ/мВт. Кроме того, интеграция всех радиочастотных согласующих цепей на кристалле SoC, для изготовления которого используется технологический процесс КМОП 65 нм, позволяет сократить число внешних компонентов до семи по сравнению с 19, необходимыми для работы выпускающихся в настоящее время устройств Toshiba.

Устройства Toshiba BT4.2 снабжены полным комплектом микропрограммного обеспечения BLE 4.2.

В отличие от многих других устройств, доступных в настоящее время, SoC Toshiba BLE 4.2 поддерживают до восьми подключений BLE одновременно. Благодаря этому они могут использоваться в сетях Bluetooth с ячеистой топологией и других средах с многосвязной архитектурой. Технология BLE 4.2 обеспечивает повышенную безопасность за счет защищенных подключений с использованием криптографии на основе протокола Диффи-Хелмана на эллиптических кривых (ECDH) с открытым и закрытым ключом, а также защиты канального уровня (Link Layer Privacy) для автоматической генерации и разрешения частных адресов Bluetooth и дополнительного шифрования передаваемых данных. Все эти возможности отсутствуют в качестве стандартных функций многих других ИС BLE.

BLE 4.2 также предусматривает увеличение длины пакета BLE до 251 байта по сравнению с 27 байтами в стандарте 4.1. Это обеспечивает повышение теоретической скорости с 305 кбит/с до 803 кбит/с.

Эта технология была официально представлена на Азиатской конференции IEEE по полупроводниковым приборам (A-SSCC) в г. Тояма, Япония, 8 ноября 2016 г. Компания использует новую технологию снижения потребляемого тока в устройствах Bluetooth с низким энергопотреблением, серийное производство которых началось в декабре 2016 года.

www.toshiba.semicon-storage.com  и  www.360serviceagency.com