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降低蓝牙装置的功耗的方法

发布时间:2020-07-21 17:56:02 阅读: 来源:膨胀阀厂家

蓝牙规格 Bluetooth SIG降低蓝牙装置功耗最重要的方法,就是发展出EDR Bluetooth。蓝牙无线电元件消耗的电力,取决于运作时间的长短。 v2.0+EDR 蓝牙规格让资料传输速度达到传统蓝牙的3倍(3Mbps 比 1Mbps),这代表无线电波的运作时间减少到三分之一,因此消耗的电量也减少至三分之一。 提高的资料传输率归功于彻底改变资料封包的传输方式。 标准传输率(1Mbps C 例如像 v1.2 以前的蓝牙版本 ) 封包中含有四个部份 : 1. 存取码 (Access Code) C 接收装置利用这个存取码来辨识输入端的传输作业 2. 封包表头 (Header) C 描述封包的种类与长度 3. 封包内容 (Payload) C 实际传送的资料内容 4. 跨封包的 Guard Band (Inter-packet Guard Band)C将无线电波转至下个频带 所有三个传送部份都采用高斯频率偏移调变机制 (Gaussian Frequency Shift Keying, GFSK)来处理射频讯号: 载波频率偏移范围为正负160 kHz,来代表零或一,每个符元(symbol)编码出一个位元。符元传输率为 1 Msps (Mega Symbol Per Second)。存取码、表头、以及Guard Band保护频带等三个部份所需的资源,让最高负载资料率达到 723 kbps。 Bluetooth EDR 封包仍对存取码与表头采用GFSK调变机制,但对Payload资料则使用以下二种其中之一不同的调变机制: 一种是强制性,提供2倍的资料传输率,能容许较高的噪音; 另一种是选择性调变机制,提供3倍的资料传输率。 2倍资料传输率采用 π/4 Differential Quadrature Phase Shift 键移或 π/4-DQPSK技术。这种调变机制会改变载波的相位而不是频率。 “Quadrature” 代表每个符元有四个可能的相位,让每个符元中有两个资料位元能进行编码。符元率维持不变; 因此资料传输率提高两倍。 3倍资料传输率采用的是 8-DPSK (8-Phase Differential Phase Shift Keying),这种机制类似 π/4-DQPSK,但能移至任何8个可能的相位。邻近位置之间缩小的相位差,加上使用 ±π 相位跳变,意谓着 8-DPSK较容易受到干扰,但每个符元能编码3个位元的资料。 在 EDR规格的成功迈入实际产品阶段后,通过检验的产品于2005年问市,SIG仍继续研究各种新方法来降低耗电量。 CSR BlueCore以低功耗模式及内部时脉进一步降低耗电量 CSR的BlueCore晶片内建的硬件时脉,能将数字元件与无线电加以区隔;关闭无线电;以及将晶片切换至浅层或深层睡眠模式。藉此提供甚至可超越Bluetooth SIG官方标准的低耗电效能。 低功耗模式以及内部时脉 BlueCore晶片内的硬件时脉能将数位元件与无线电加以区隔; 关闭无线电; 以及将晶片切换至浅层或深层睡眠模式。

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图 1 浅层睡眠模式的耗电量

在浅层睡眠模式时中,时脉速度从16MHz降低至0.125MHz ,电流从 10mA降低至 2mA (如图1所示)

图 2 深层睡眠模式的时脉结构

在深层睡眠模式中,主要晶体加上所有其他时脉元件都被关闭,只留下1kHz给振U器 (Oscillator) 使用(如图2所示) 在切换至深层睡眠模式时,BlueCore需要 20milliseconds (ms)的无作业空闲时间。在唤醒方面,晶体需要 5ms的时间来重新启动,元件需要约20ms的无作业时间(预测)。BlueCore能透过排程警报,在下一次排定的作业之前唤醒元件,或是由PIO、UART、或USB连结埠传送器的中断,藉以离开深层睡眠模式。

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