- 超低功耗RF设计要点注意

　　针对这种应用，最佳方案是一颗系统单晶片（SoC），它在单颗晶片上整合了无线电、工厂提供的协议和应用处理器。而极大的应用量则抵销了厂商投注的高昂NRE成本。此外，供应商还能最佳化软硬体性能，以满足目标应用需求。

　　对滑鼠製造商来说，他们毋须浪费时间和金钱开发、选择或购买外部处理器和相关的开发工具套件，以及撰写程式码。收发器供应商在开发SoC时便已完成一部份工作了。

　　以Nordic公司的nRF24LE1 SoC为例，该元件瞄準桌上型週边市场，内含Nordic公司的nRF24L01 + 2.4GHz超低功耗收发器、用于快闪记忆体或一次可编程（OTP）记忆体中的Gazell软体协议堆叠、增强型8位元微控制器。这种单晶片元件尺寸仅5x5毫米，可应用在小型无线滑鼠设计中。

　　另一款nRF24LU1+晶片组则整合了Nordic nRF24L01+收发器、USB 2.0相容设备控制器，、快闪记忆体（或OTP）和一个8位元微控制器，可插入主PC的USB埠提供无线链接。nRF24LU1+能让PC週边製造商开发出微型USB dongle设备（图1）。

　　

　　图1：nRF24LU1+能让PC週边製造商开发出微型USB dongle。

      单晶片连接
　　SoC为量产型应用提供许多优势，但它仍有一些缺点，如高整合SoC的尺寸和成本可能会增加。一颗无线SoC中通常包含一个微控制器，但在许多应用中，都已经採用微控制器来控制无线应用。

　　此外，一些工程师可能会自行选择微处理器，因此，一些工程师可能会购买价格更低、没有板载微处理器的收发器。

　　以一个无线自行车电脑为例，它整合了用于监控心律、速度或距离的各式感测器，另外还有许多各式各样的感测元件、功率计等，让自行车电脑的组成更加复杂，因此，这类应用通常都已具备可用于监控和无线功能的处理器，它们不需要再使用附加嵌入式处理器的无线晶片（图2）。

　　

　　图2：Nordic的专用ULP收发器nRF24AP2，可为自行车单增加无线连接功能。（图片来源：Suunto）

　　为此，Nordic与合作伙伴ANT Wireless一直致力为自行车开发适用的无线连接方案。

　　Nordic针对这类应用所开发的nRF24AP2在单晶片中整合了一个2.4GHz ULP收发器、ANT无线协议，以及微控制器/处理器介面。这款方案并未包含应用处理器，从而节省成本、功耗并减小尺寸。在实际使用时，nRF24AP2可无缝连接自行车电脑内的应用处理器，让应用处理器能监控设备的无线连接情况。Nordic将这种方法称之为‘单晶片连接’。
互通性需求

　　从技术角度来看，採用专用无线连接方案的好处远胜过採用ZigBee或蓝牙，因为製造商能最佳化协议，而且不会有其他的额外开销，从而确保更低的功耗和成本。但缺点是缺乏互通性。

　　OEM需要能与其他晶片製造商互通的解决方案。目前通常是由业界厂商组成的联盟，如ZigBee联盟，或是像IEEE这类标準组织，以及蓝牙SIG等标準协会负责制定这些互通性标準。基本上，这些产品都必须经过测试，以获得特定标準的互通性认证。

　　虽然要製造符合标準的产品，就必须花费时间进行测试及获得认证，同时会增加产品开发成本，但可互通的解决方案往往可刺激市场成长。

　　上述的ANT+技术是可互通ULP无线技术的其中一个例子。事实上，ANT是由超过220家公司所组成的监盟，并已被自行车领域的主要製造商如Garmin和Trek等公司採用，成为实质产业标準。另外，除了Nordic以外，也有其他半导体业者开始供应ANT晶片。然而，迄今在短距无线领域中，蓝牙仍然是最成功的一项无线技术。

　　蓝牙向低功耗领域扩展

　　蓝牙最新的低功耗版本能运用在採用扭扣型电池供电的设备中。Nordic因应该标準推出的方案是μBlue系列，首款产品nRF8001在一颗5x5mm QFN封装的32接脚元件中整合了完整的嵌入式无线电、链路控制器以及主控端子系统，可用在手錶、感测器和遥控等应用中。卡西欧的G-SHOCK蓝牙低功耗手表便採用了该晶片。

　　这款手錶是首个採用蓝牙低功耗的商用化产品，它能够连接智慧手机校正时间，其他功能还包括来电、电子邮件、简讯等提醒等。

　　蓝牙SIG表示，未来蓝牙低功耗将延伸到更广泛的应用领域中，包括个人化使用者介面（PUID）、遥控、近接警报、电池状态警示和心律监控等。