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在半導(dǎo)體廠商當(dāng)中，賽普拉斯（Cypress）半導(dǎo)體公司的規(guī)模不算大。但是賽普拉斯推出的產(chǎn)品往往很有特色，很好用，而且性價(jià)比很高，比如今天我們將要介紹的PSoC 4 BLE SoC。 物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴是目前的兩個(gè)熱門(mén)概念。二者高度相關(guān)：可穿戴設(shè)備可以是物聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用。賽普拉斯大中國(guó)區(qū)PSoC業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理王冬剛的觀點(diǎn)是，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為一個(gè)商業(yè)事實(shí)。思科公司CEO John Chambers預(yù)計(jì)，到2020年，每天會(huì)有60億個(gè)物理傳感器連接到物聯(lián)網(wǎng)。相比之下，去年全球的手機(jī)出貨量是10億個(gè)。可見(jiàn)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模之大。 基于傳感器的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)往往通過(guò)電池供電，所以它們需要做到低功耗。無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)BLE（低功耗藍(lán)牙）標(biāo)準(zhǔn)符合這個(gè)要求，而且已經(jīng)被數(shù)以億計(jì)的消費(fèi)類電子設(shè)備（手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等）所采用。在將來(lái)的可穿戴設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和家庭自動(dòng)化設(shè)備中，BLE是把傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说闹匾獰o(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。 王冬剛認(rèn)為，將來(lái)物聯(lián)網(wǎng)/可穿戴的殺手級(jí)應(yīng)用很可能是出自醫(yī)療領(lǐng)域。隨著全球老齡化程度的加劇，智能、便攜的醫(yī)療設(shè)備也許在老齡人口當(dāng)中流行到人手一個(gè)，而且它們必須是常開(kāi)（always on）的，以保證攜帶者的體征數(shù)據(jù)被可靠地收集、監(jiān)測(cè)。BLE可以出色地完成這個(gè)任務(wù)。 然而，設(shè)計(jì)這樣的低功耗BLE設(shè)備并不容易。射頻電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。從天線到匹配電路到芯片，加上復(fù)雜的無(wú)線通信規(guī)范，工程師需要使用多種開(kāi)發(fā)工具才能完成一個(gè)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用多個(gè)IC（AFE、數(shù)字控制邏輯、BLE射頻和MCU）的系統(tǒng)也會(huì)增加物料成本。另外，系統(tǒng)的功耗優(yōu)化也是個(gè)問(wèn)題。低功耗模式需要謹(jǐn)慎使用才能既保證紐扣電池的長(zhǎng)壽命又保證可靠的無(wú)線連接。 賽普拉斯新推出的PSoC 4 BLE就是針對(duì)這些挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)的，王冬剛說(shuō)。 PSoC 4是賽普拉斯的一個(gè)可編程嵌入式設(shè)計(jì)平臺(tái)，它包含了一個(gè)32位 ARM Cortex-M0內(nèi)核、可編程模擬和可編程數(shù)字模塊，以及可靠的CapSense觸摸感應(yīng)技術(shù)。現(xiàn)在，PSoC 4上又增添了BLE射頻模塊，集成了Balun射頻匹配電路，使用賽普拉斯的集成設(shè)計(jì)環(huán)境（IDE）PSoC Creator就可以比較輕松地實(shí)現(xiàn)完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了。 
圖1：PSoC 4 BLE包含多種組件，是同類產(chǎn)品中集成度最高的芯片 使用PSoC Creator進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟如下圖所示：1. 研究包含了75多個(gè)組件的庫(kù)；2. 在主設(shè)計(jì)工作區(qū)中，拖放組件圖標(biāo)，完成您的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)（例如，在Bluetooth Smart設(shè)計(jì)中使用BLE組件）；3. 使用組件配置工具配置各組件；4. 從組件配置工具中直接訪問(wèn)組件數(shù)據(jù)手冊(cè)；5. 在PSoC Creator IDE中，協(xié)同設(shè)計(jì)您的應(yīng)用固件和硬件；6. 請(qǐng)參閱PSoC 4 BLE入門(mén)應(yīng)用筆記，了解整套系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南。看起來(lái)還夠簡(jiǎn)單。
圖2：采用PSoC Creator進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 王冬剛介紹說(shuō)，設(shè)計(jì)天線匹配網(wǎng)絡(luò)（AMN）是個(gè)挑戰(zhàn)。AMN對(duì)PCB布局和寄生電容非常敏感。在使用多個(gè)外部組件時(shí)，AMN調(diào)試的復(fù)雜性明顯增加。相比其他廠商方案的7~9個(gè)外部元件，PSoC 4 BLE由于集成了Balun電路，所以它僅需兩個(gè)元件，顯著簡(jiǎn)化了射頻電路板和設(shè)計(jì)難度。
圖3：PSoC 4 BLE僅需兩個(gè)外部元件實(shí)現(xiàn)AMN 此外，王冬剛說(shuō)，PSoC 4 BLE具有一流的低功耗模式。在停止模式下消耗的電流最低，同時(shí)仍保持GPIO的狀態(tài)。它能保持休眠模式下的SRAM數(shù)據(jù)，保持深度睡眠模式下整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。使用所提供的API，PSoC 4 BLE可以輕松在各個(gè)低功耗模式間進(jìn)行切換。總體來(lái)說(shuō)，PSoC 4 BLE一秒的連接間隔平均消耗18.9 μA的電流，可保證紐扣電池一年以上的壽命。
圖4：PSoC 4 BLE的5種功耗模式 型號(hào)為CY8C4xx7-BL的PSoC 4 BLE器件將在今年四季度量產(chǎn)，針對(duì)運(yùn)動(dòng)健身監(jiān)控器、可穿戴電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、家庭自動(dòng)化設(shè)備、游戲控制器以及基于傳感器的低功耗IoT系統(tǒng)。該器件的框圖如下所示。同時(shí)，賽普拉斯還提供開(kāi)發(fā)套件 (DVK) 和參考設(shè)計(jì)套件 (RDK)。
圖5：型號(hào)為CY8C4xx7-BL的PSoC 4 BLE芯片框圖
圖6：賽普拉斯BLE套件 |
