TI蓝牙5.0方案介绍以及CC2640R2F动手实验

那这个的话，是我今天会讲到的一个日程。

那首先的话，我会讲一下5.0是什么东西。

那我们5.0有什么新的特性，

后面的话，我会讲一下5.0会用在哪些场合。

也是和大家一起去探讨。

可能大家会想得到更多。

那第三个话，也就是说，

TI在这个5.0上面的

这个已有的方案，

以及对我们新的产品的一个介绍。

那第四个话，就是跟大家一起去探讨，

就是5.0在技术上面的一些细节，

它是怎么去做到这样的一些功能的，

第五个呢，就是我们TI的一些法则以及TI的芯片来入手

我们去讲一讲怎么把5.0的这个

环境给拿捏起来。

第六个话，也就是一个动手环节。

所以说，如果大家有电脑的话，

首先把电脑打开，

把我刚才的几个小的软件给

拷上去，一个是我们的开发环境，

LI的开发环境

那另外一个就是我们的SDK

我们的SDK

TI的SDK里面包括了很多的议程

有助于帮助大家开发 而不是从零开始

好 我们先来看一下我们的蓝牙5

蓝牙5有几个特性 那第一个特性

比我们现有的蓝牙4.2来说呢

我们的距离是有了4倍的提升

4倍的提升

那我们的速率是有了2倍的提升

我们的广播包的数据包长度是有了

8倍的提升 那这样的话

那这有助于扩展我们之前基于BLE的一个蓝牙应用点

好的 我们看一下

首先谈一下这个 long range的模式

那long range的模式 它为什么可以传这么远

那后面我也会详细去讲

那用一句话来说的话 就是说

在我相同的发射功率的情况下

我提高了接受的灵敏度

就是我的发射功率是没有变的 5个dB的发射功率

但我提高的是我的接收灵敏度

怎么去提升我的接收灵敏度你 其实使用

了不同的编码方式

来提高我的接收灵敏度

导致我的整个传输的budget的值

比我们现有的蓝牙要高出好几个DB

所以我们的距离增加 那增加的好处就是我们可以

全家庭的覆盖

所以我们智能家居里面都是用zigbee

或者是小无线加上一个小无线转环的gateway的方式来做的

那可能我们后面的一个推广方式

可能是利用蓝牙把这个功能推出去

第二个就是更快的数据传输率

更快的数据传输率就是相对于我们的蓝牙4.0或4.2

我们的数据传输率会更快

因为我们支持2MBPS

那另外一点就是说

TI的CC2640R2F这个芯片的话

它可以达到5MBPS

但这种传输方式是私有的传输方式

并不是总的蓝牙的传输方式

他可以做到5MBPS

第三点就是广播包的一个扩展

大家知道现在我们蓝牙的payload

advertising的payload可以到多少

27

27个字节

所以我们在5.0里面 我们的payload

会增加到255个字节

255个字节 所以这是一个质的改变

它的payload的数量会大大增加

很多人都在强调我们的蓝牙mesh

我们的mesh讲到了有各种各样的功能

其实mesh归根到底也是用了255个字节来做广播

去做mesh 主网

它并没有连接

并不是说 我的一个mesh连得好 是因为蓝牙重复设备

和zigbee一样有节点和网关的概念

其实蓝牙没有 它就是通过广播的方式

我想大家肯定有人知道 就是市面上面

包括有很多的公司 用过TI的CCL5去做过

蓝牙的mesh 这种

mesh 其实和5.0比较接近 只是

比5.0简单

就是没有5.0那么强的通用性

它就是通过广播和病毒扩散的方式来做

mesh mesh的话

它的功耗其实是一个问题

它的功耗没法和我们的蓝牙功耗相提并论的

因为你的mesh是处于广播的方式 一直不停广播和接收

对吧 所以你的功耗是有一个提升的

好的 那我们谈到了蓝牙5.0的三大特性

那我们来看看蓝牙5.0的三大特性可以用在哪里

第一 大家可以想到可以用在智能家居里面

我的距离可以传输的这么远啊

那我能不能用在一些门锁上面呢 或者一些灯控上面呢

或者有些三色上面呢

我都可以用蓝牙5.0 一个蓝牙芯片就可以搞定了

因为毕竟蓝牙芯片的价格要比我们的zigbee要便宜一点

另外 就是在一些百变的行业里面

可能咖啡机啊 美容仪啊

或者小的行业里面 那我之前

是用WiFi的方式 但我现在也可以用蓝牙的方式把它做好

那另外一个的话 其实我们觉得

深圳是一个做消费类的主导方向

但消费是一个杀价 和竞争非常激烈的市场

那我们可以看看工业类市场

我想大家都是蓝牙的专家或无线的专家

那深圳蓝牙都是全中国以前的

那我们来看一下工业类和医疗类的市场

这个市场的利润率其实是非常高的

在这个市场 我们用无线的方式改造传统有线的方式

这个其实也是一个非常不错的点

我们看到蓝牙5.0这种high data rate long range 的模式

我们可以在工业领域找一找合适的应用点

我想这个大家可以一起去探讨

另外我们来看一下就是我们的high data rate

它可以做什么

大数据量的传输

第一 我们在想能不能替代传统的ATDP的方式

做蓝牙耳机呢 其实这也不现实

其实蓝牙是一个非常稳定

非常稳定 非常传统的方式去做

如果我们用蓝牙5的high data rate的方式去做的话

其实也有一定的局限性

那我们可以结合遥控器去做语音的一些传输

包括我们做一些类似于

语音传到云端去做剪辑的方式

蓝牙5.0 TI 也是有要给demo的方式

通过两个组合层然后可以相当于

做对讲的方式 做实时的对讲

那实时的对讲 大家肯定会问一个问题

既然你能做实时对讲 那我们能不能做到long range的实时对讲呢

对不起 这个是做不到的

远距离和high data rate是相互矛盾的

两个个体 你做了long range

你的数据量必然要下降

你做个high data rate你的距离肯定是传不远的

所以这些场景的话 也需要和大家探讨

下一个我们看一下广播

广播的extension

这个应用其实非常好 就是做beacon

我想大家有很多可以看到市面上面

有阿里巴巴 微信的摇一摇

或做停车场的室内导航室内定位

这些都可以通过beacon的方式做的

现在的payload已经加到了两百多个字节

那其实每一包的广播数据

都可以载运更多的信息

那这个信息怎么去利用 怎么去加工

那就要靠各位一些不同的好想法

去做这个市场

另外就是我们讲到的一个

一些其他的应用 比如有一些

安全性比较高的环节

那我们要求数据的实时传递

那数据的实时传递是需要High data rate的方式去做的

比如我们做一些支付

比如我们现在看到的一个非常好的市场就是

我们做的那种智能手环

或者我们的银行卡对吧

这个一方面就是要求体积做的非常小

另外一方面就是要求数据的实时传输

第三个的话 我们来看一下

TI在蓝牙5上的一个解决方案

那大家可能应该知道 TI的话在

2015年底就有出来一个芯片叫做

CC2640

大家有用过吗

有用过的举个手 CC2640

好的 看来我们还要提高我们的知名度啊

大家用的并不多

那确切的说 这个产品的话

存在一定的问题和短板

就是我们这个flash的空间太小了

那我们也是接受了广大客户的一些建议和意见

那我们把协议栈的大部分全部

都放在ROM里面去了

这问题其实客户一直在跟我们提出来

这个问题 也抱怨TI的响应有些慢

我也跟大家简单解释一下

不是我们响应慢 其实我么的做法非常简单

我们把这个协议栈划在ROM里面去

这个协议栈是要经过verify

就是要经过足够的验证的

那如果我们把4.1的协议栈放在ROM里面去的话

其实意义并不大 因为现在主流的

协议栈是蓝牙4.2的

其实我们一直在做的一件事情就是verify

4.2的协议栈完全没有问题了之后

才把这个协议栈放在我们的ROM里面去

因为你流电一次 你要做足够的验证

你要有各种软件的支持

你也有各种的数据显示出来之后

我们才会把这个SDK拿出去

所以这个时间的周期是非常长的

我们一直在做验证 一把成功

然后把我们4.2的协议放到我们的ROM里面去

然后才有了我们的这个芯片 叫做CC2640

R2F

那一方面 我们把协议栈放到RM里面去了

另外一方面的话 我们这个上面其实还有一个

专门一个叫做RFCore

就是我们射频的内核

其实这个射频的内核是不对外开放的

就是不对工程师开放的

那作为我们的研发阶段的话

它其实会在射频的调制 性能上面

会自己去编程 包括

我们这种RF信号的编解码

都会去做一些改善和优化

那我们把4.2的协议栈放在ROM里面

之后 我们在RF核上做了很多工作

让它可以支持蓝牙5.0

大家知道 Long range的spec其实是TI

自己的版权TI把自己的这块东西

给到了蓝牙联盟 作为蓝牙5的一部分

所以大家可以看到市面上面

支持蓝牙5.0的 目前来看

TI的这个控件能做到支持蓝牙5.0

其他的竞争对手可能也在做 但是

第一没这么快 第二就是做出来

也没有TI这么稳定 第三

就是没有量产

其实这一页的话

我刚才讲的东西比这一页还要多

我们来看一下TI在蓝牙5上面的一个安排

那我们的芯片其实已经发布出来了

在今年早些时候就已经出来了

确切来说 是去年12月的时候就已经出来了

但当时出来的时候 我们是主打蓝牙4.2

去替代我们之前的CC260

以及CC2640做不了的一块市场

今年来看就是适量的市场

我们还不错 有很大的收获

我们在芯片上面 已经支持蓝牙5.0的时候

我们的软件团队就一直在做蓝牙5.0的协议栈

那蓝牙5.0的协议栈分为几个部分

第一个就是我们今年在四月份的时候其实

release了第一版蓝牙5的协议栈

现在市面上面 包括三星的S8手机

也支持蓝牙5.0 其实它只是蓝牙5.0的

high data rate的一个模式

以及一个广播的扩散的模式

只支持这两个 那我们在

它上面写的是3Q 但是实际上我们已经release到我们的demo

Long range我们的远距离

已经把软件release了

我们后面在这个夏天的话

就会把这些功能都整合在一个SDK里面

包括第三个点 就是我们的

大数据的广播包

这是一个功能的话

我们会整合在一个SDK里面 今年夏天的话

我们会发布这一台SDK

这样的话 我们的芯片就完全支持蓝牙5.0

关于我们芯片的介绍

我简单一点讲

也非常直接 大家可以看到

就是TI 不管是我们的CC2640

还是TI我们的1310

还是我们的1350

我们的框架都是一模一样的

我们的框架都是一模一样的

也就是我们的硬件平台都是一模一样的

再加上我们这个BD的精密

包括我们软件的平台也是一模一样的

这样也有助于各位客户去做开发

比如今天开发小无线的产品 明天去开发蓝牙的产品

后天我开发MCU的产品

外后天我再开发WiFi的产品

那开发不同的产品 我所用到的软件包其实是一模一样的

软件框架其实也是一模一样的

这样的话 就有助于大家上手

转不同的平台去做开发

比如大家今天用这个产品做了一个水汽表

或者一个智能家居的设备

明天老板说要不我们换一个芯片

换SP的芯片 或者macro chip的芯片

我想大家肯定不会去干这个事情

从一个平台调整到另一个平台

很多东西都要改 很多底层都要改

但其实这个工作量是反反复复的

所有的模块都需要你去做测试

但TI的这个平台就有一个好处

我可能今天用蓝牙 明天用小无线

平台基本上都是一样的

对应的硬件部分的改动只有天线

但对软件的改动 底层驱动都是一样的

只需要把这些协议改变一下

那我产品就OK了这样就方便了

快速去开发的一个方式

那我们可以看到 简单介绍一下我们这个框架

那这个核的话 是一个M3的内核

那它上面还有一个radio 就是

我们讲到的MD的一个内核

专门去做射频的调值和解调

除了这两个之外 还有一个sensor controller engine

就是我们所说的协处理器

那这个协处理器的话

可以做一些sensor的数据采集

比如I2C的data啊

或者还可以做触摸按键

那这个是我们整个框架的介绍

从下面可以看到 我们从封装的方式

我们有2.7X2.7的WCSP封装

4X4的封装

5X5的封装

以及7X7的封装

这样就有助于各位开发不同的产品

开发不同的产品

那这边的话 就是介绍了我们的一些

性能指标 我们可以看到

我们的Cortex M3

它的每兆赫兹的功耗是61个微安

总体的跑分是143分

其实不算太好 是吧

大家也了解不是太好 但是我觉得整体的性能是非常好的

包括低功耗的稳定性是控制的非常好的

因为我们这个东西不是针对非常高端的市场

不是针对我们跑200的M4的市场

就是把它的整个跑分控制在非常高

因为我要兼容我的性能和我的功耗

这两点

那做一些小的总结 就是说

那目前来看 我们是有这么几点

那几个总结的话 就是

我们目前MCU的品牌是一个集成度非常高

集成度非常高的一个MCU的平台

然后加上蓝牙这样一个功能在里面

可能针对智能家居 智慧家庭

或者各种与蓝牙做连接的设备的应用

另外 我想强调的就是

我们的设备性能其实是非常不错

这些性能是非常不错的

大家如果去看这个射频指标

TI的射频距离比市场上任何的蓝牙芯片

都要做得好link budget

具体的指标我们后面看一下link budget

非常好 它的功耗和性能

是做的非常好

那回答刚才工程师问到的一个问题

那就是1350能不能一根天线来支持两个频段

这个是需要非常强大的硬件的工程师

去做8F的设计

因为有这样的天线

有支持868的频段 同时支持2.4G的频段

那你同时支持两个频段的天线是OK的

但在射频前端 你怎么去保证哪些器件

同时在2.4G的频段 或者在小无线的频段

它是完全没有问题的 其实这是对

射频的要求非常非常高

但目前来看 我们的做法肯定是把两个分开

把两个不要放在一起

把我们的小无线和蓝牙完全分开

这是可以去做的 就是对工程师的要求会非常非常高

就TI有一些参考的天线

就是小无线和2.4G的

就是在这两个频点里面

不管是效率 还是我们SCL的指标

都是做的非常好的

那我们说完射频性能了之后

我们再来看一下我们的协议栈

我们现在蓝牙5.0的协议栈完全支持两个功能

另外的话 我们还有Multi Role Solution

所谓Multi Role Solution就是我们支持多种的连接方式

这样的话 你的蓝牙可以作为主机来连的冲段设备

也可以被冲段连接

比如智能手环

通常的话我们把它作为一个冲设备跟手机去连

但你如果可以在sensor里面的数据做采集的话

你就会去连接你的sensor

去始终确保你的手环和你的设备是始终保持连接的

这种方式也可以去做

那这个就是multi role

Multi role 的话 目前我们只能连接8个设备

被限制的原因

就在于我们RAM的空间有限

就是你每多连接一个设备的话其实对

对你的flash 对你的RAM的消耗

都会有一个增长

那后面的话 就是说

包括我们就是支持这个网络处理器的方式

把它当做一个网络处理器去用

然后前面加上一颗MCU的芯片

当目前来看 手环的方案有两个部分

第一个就是SOC

一颗芯片把手环的所有功能做完

换一个角度来看

如果我们看到的小米

比如说小米 或Garmin的手环

那它的这种方式的话就是说

我可以用一个非常传统的MCU

再加上我们一个蓝牙的芯片

去做这样的方案

那这样的话 我们就可以把我们的蓝牙芯片

当成一个网络处理器

做出一个输送模块去做

甚至来说

TI不是有很多设备要求支持5.0吗

那我们把5.0的芯片当做一个传输模块来做

它就是5.0 那我们就解决了很多在工业上面

或者消费类方面解决不了的距离问题吗

解决不了的数据问题吗

我们这里有很多的客户 他可能要做

high data rate的传送方式

不得已去选择了经典蓝牙

第一成本会比较贵 第二的话 就是

经典蓝牙的调试其实是非常麻烦的

CSI提供的是无线的方式

只是适合于传audio

它传audio的界面非常简单

芯片很贵

那我现在用BLE去传一个语音

而不是audio或其他的一些图像

那我可以通过蓝牙5.0 两兆的

PHY程去做传输

这个其实是非常有价值的

那另外的话 就是说

我们支持的这个homekit

我们现在支持homekit的方式就是

我们需要前端加一个MCU去做

比如我们的RAM和flash的size受限

那我们需要前面加一个MCU

然后我们这个蓝牙用作网络处理器

作为network processor去做

这样的一个方式去搭配

那后面我们会在新一代的平台CC2642上面

去做整个的homekit

那就是一颗芯片 能做蓝牙的homekit

那我们再来分享一下

我们的技术细节

我们来看一下蓝牙为什么会支持long range 为什么支持high rate

为什么它要做data extension

我们先来看看long range

大家也看到过 就是Long range的话

它是基于一种什么样的技术

其实也是基于SDK的一种调解方式

这其实是没有变的 它变得就是我的PHY的编码

它分为可编码和不可编码

那我们可以看一下我们蓝牙4.0 4.1 4.2

是基于一种不可编码的PHY程来做的

那它的调整方式就是我传一个

我这边传一个 我主机端传一个

然后从另一端接受一个

那对于我们蓝牙5的话

它的PHY是用编码的方式去做的

那你用demo的方式 肯定就牺牲了效率

我可以传一个 传两个 然后需要做一个验证

这种方式来做的 它是用了一个前向

前向错误编码的方式

来去做这种调整

来去做这种校验的

为了保证数据的稳定性

为了保证数据的误码率

那所以说 简单大家理解的话

它的这个数据传输率就比较低

工作量就会比较小

但它的抗干扰性就会比较强

它的数据的误码率就会小

所以它就可以做到距离更远

那它牺牲的就是我们的吞吐量

那我们编码PHY主要是两种方式 一种是

500K的BPS

第二种就是125K的BPS

那所以说你的数据传输率越小

那你的传输距离就会更远

那我们做了一个对比

那我们做了一个对比

另外来看的话 就是我们的4.2

是1MBPS 的PHY

5.0是2MPBS

它的最大的一个带宽的吞吐量

就是它的一倍

那两兆和一兆的关系只是空中输入的data rate

就是我们是空中的点和点

而不是我们的蓝牙层一边对另外一边

可以做到多少

一边到另一边 是和你的协议栈相关 和你的应用层相关

包括你做串口的模块

你的串口的最大传输率

也有关 这些问题我们先搞清楚

做了一个对比的话 蓝牙4.0 4.1 4.2 5.0

那我们来看一下

蓝牙4.0 4.1都只支持1MBPS的PHY

那5.0支持2MBPS的PHY

这必须得要

这个也是必须我们的硬件要支持的

第二个就是我们的payroad

它只能是你连接了之后的

你连接了之后我们有一包数据可以传

一包数据可以传多少个字节

那4.0的话只能传27个字节

4.2的话 最多传255个字节

5.0也同样是27到255个字节

这个是可以选择的

那数据传输率

那4.0是305K

4.2是因为你的payroad增加了

增加到了780K

到了5.0的话 它的数据量会更高

所以它的传输率会更大

同样的 305K 780K 1.4兆全部值得都是

空中的点到点的传输更高

那我们再看一下advertisement extension

那这个就是我的广播包

我们可以看到之前我们4.0 4.1的蓝牙广播包

都是在三个channel 37 38 39

不好意思 我刚才有说错一个地方

我刚才说pay load 只有27个字节

27个字节是我们连接了之后

我们每包按27个字节

广播的时候是可以到37个字节

我们的5.0的话

它这个广播包

可以扩大

第一它可以扩大 第二它的广播的channel

不只是在37 38 39这三个channel

它可以在我们payload 的任意channel

这是我们的一个变化

这是我们的一个变化

那谈到最后一个方式的话

就是我们的这个hopping model

它就是跳频

那我们将一个蓝牙设备和另一个做好链接之后

那我们会在某一个channel上发数据

发完之后 它会跳到另外一个channel上去

发数据

那这个发数据的方式怎么去做呢

其实一开始做链接的时候 我们就有一个channel map

在channel map上面 我们就定好了自己的hopping increment

我们的 previous channel

就是一开始我的第一个channel在哪里

increment是多少

那我每次交换完数据后

我在increment 上面主加

内加 然后我们再去做一个connection

我们再去做数据的收发

我们都是在同一个频段上

去做数据的收发

包括这个频段 我们可能通讯不上

我们再换一个频段去做通信

我们的整个带宽都是2402到2408

我们可以在上面不同的跳频

那5.0跳频的方式

是跟我们传统的4.1 或4.2是完全不一样的方式

这个大家如果要细教的话

大家可以去看看spec上是怎么规定的跳频的方式

那从我们自己的角度来说的话

其实这个东西 从应用层的角度来说

我们可以完全不去管它

因为这个东西它不会体现在我们的

软件的设置上面

或者软件的编程上面

因为这完全是由协议栈自己控制的

就是我们刚才讲到了三点

都是协议栈自己完全控制的

我们只是去理解为什么它

会有这样的变化 它是怎么做到的

那我们刚才谈到的三点的东西

之前提前有讲过

就是这三点是怎么做到的

其实它全部是放在这个RFcore里面

我们这上面有一个专门的RFcore

它不对外去开放

但它确实有一个这样的core

这个core专门处理调制解调

包括信号的编解码

包括data的payload是多少

其实都是由这个内核来控制的

那这个的话 就是我们在

挪威去做的一个测试

那这个测试上面的话 我们可以做到

1.5公里的Long range mode

我想我们刚才测试的话 200到300米应该也有啊

200米左右

200米左右应该是有的 还转了一个弯

所以我们通过编码的这种方式

去达到这种更远距离的传输模式

其实是可以找到非常多的有利的

就是目前我们做不到的市场

通过蓝牙5.0我们都可以去尝试

去做这个市场

这个是我们自己在室内去测试的

这个是在达拉斯

我们TI的办公室里面

去做的一个测试

那测试的话 400米是完全没有问题的

我们刚才谈到了 就是说

这种long range

这种long range的方式 我们去做传输

为什么它能在没有提升我的发射功率的情况下

我怎么还能做到这么远的距离传输

我们可以看到有一点

就是我们来讲一下link budget是什么意思

link budget就是我们的TX减去RX

一个差值

比如说

我们可以看一下 那

TI的话 它的TX POWER是5dmb

这个是不变的

当我们的RX

sensitiviy就是灵敏度

是可以做到-97dbm的

那我们的link budget是102个db

那我们通过125KBPS

5.0 long range的方式去做

那我们的RX sensitivty的话

可以到-103DBM

那这样的话

我们整个link budget就从

102个db 提升到了108db

3db就相当于我们的距离会远一倍

所以这就是为什么我们的距离可以做到

也不是TI的距离

就是蓝牙5.0的距离

比蓝牙4.0要远四倍的原因

就是因为它控制住了

通过不一样的这种PHY的编码方式

使得我接收数据的距离会

变得更远 就是我的

就是我接收的误码率会更低

就是我会传的更远

那大家可以看一下

那就是说 用传统的方式 如果我要做一个超过100米

100米左右的一个防油器

或者其他的一些报警设备

那我们通常的做法是一颗CC2541

CC2640或者加上一个PA的方式去做

那有了蓝牙5.0之后呢

那我们完全就可以把PA的钱省下来

因为最低的发生功率是5.9个毫安

所以我写了6个毫安

但我们在5个dBm的发射功率的话

它是在9个毫安

所以这两个指标大家都要去关注

大家需要去蓝牙的spec

或者去看其他的一些参数对比

第一我们看一个dBm的发射功率多高

第二 我们看看5个dBm的发射功率多高

两种都要结合去看

你不能光看它一个dBm的发射功率

也要看它5个dBm的发射功率

那所以说

我们传1.5功率的时候

同样的 它的发射功率也只有

9个毫安

我们会按照5个dBm发射的方式去做

那这个的话，是我今天会讲到的一个日程。

那首先的话，我会讲一下5.0是什么东西。

那我们5.0有什么新的特性，

后面的话，我会讲一下5.0会用在哪些场合。

也是和大家一起去探讨。

可能大家会想得到更多。

那第三个话，也就是说，

TI在这个5.0上面的

这个已有的方案，

以及对我们新的产品的一个介绍。

那第四个话，就是跟大家一起去探讨，

就是5.0在技术上面的一些细节，

它是怎么去做到这样的一些功能的，

第五个呢，就是我们TI的一些法则以及TI的芯片来入手

我们去讲一讲怎么把5.0的这个

环境给拿捏起来。

第六个话，也就是一个动手环节。

所以说，如果大家有电脑的话，

首先把电脑打开，

把我刚才的几个小的软件给

拷上去，一个是我们的开发环境，

LI的开发环境

那另外一个就是我们的SDK

我们的SDK

TI的SDK里面包括了很多的议程

有助于帮助大家开发 而不是从零开始

好 我们先来看一下我们的蓝牙5

蓝牙5有几个特性 那第一个特性

比我们现有的蓝牙4.2来说呢

我们的距离是有了4倍的提升

4倍的提升

那我们的速率是有了2倍的提升

我们的广播包的数据包长度是有了

8倍的提升 那这样的话

那这有助于扩展我们之前基于BLE的一个蓝牙应用点

好的 我们看一下

首先谈一下这个 long range的模式

那long range的模式 它为什么可以传这么远

那后面我也会详细去讲

那用一句话来说的话 就是说

在我相同的发射功率的情况下

我提高了接受的灵敏度

就是我的发射功率是没有变的 5个dB的发射功率

但我提高的是我的接收灵敏度

怎么去提升我的接收灵敏度你 其实使用

了不同的编码方式

来提高我的接收灵敏度

导致我的整个传输的budget的值

比我们现有的蓝牙要高出好几个DB

所以我们的距离增加 那增加的好处就是我们可以

全家庭的覆盖

所以我们智能家居里面都是用zigbee

或者是小无线加上一个小无线转环的gateway的方式来做的

那可能我们后面的一个推广方式

可能是利用蓝牙把这个功能推出去

第二个就是更快的数据传输率

更快的数据传输率就是相对于我们的蓝牙4.0或4.2

我们的数据传输率会更快

因为我们支持2MBPS

那另外一点就是说

TI的CC2640R2F这个芯片的话

它可以达到5MBPS

但这种传输方式是私有的传输方式

并不是总的蓝牙的传输方式

他可以做到5MBPS

第三点就是广播包的一个扩展

大家知道现在我们蓝牙的payload

advertising的payload可以到多少

27

27个字节

所以我们在5.0里面 我们的payload

会增加到255个字节

255个字节 所以这是一个质的改变

它的payload的数量会大大增加

很多人都在强调我们的蓝牙mesh

我们的mesh讲到了有各种各样的功能

其实mesh归根到底也是用了255个字节来做广播

去做mesh 主网

它并没有连接

并不是说 我的一个mesh连得好 是因为蓝牙重复设备

和zigbee一样有节点和网关的概念

其实蓝牙没有 它就是通过广播的方式

我想大家肯定有人知道 就是市面上面

包括有很多的公司 用过TI的CCL5去做过

蓝牙的mesh 这种

mesh 其实和5.0比较接近 只是

比5.0简单

就是没有5.0那么强的通用性

它就是通过广播和病毒扩散的方式来做

mesh mesh的话

它的功耗其实是一个问题

它的功耗没法和我们的蓝牙功耗相提并论的

因为你的mesh是处于广播的方式 一直不停广播和接收

对吧 所以你的功耗是有一个提升的

好的 那我们谈到了蓝牙5.0的三大特性

那我们来看看蓝牙5.0的三大特性可以用在哪里

第一 大家可以想到可以用在智能家居里面

我的距离可以传输的这么远啊

那我能不能用在一些门锁上面呢 或者一些灯控上面呢

或者有些三色上面呢

我都可以用蓝牙5.0 一个蓝牙芯片就可以搞定了

因为毕竟蓝牙芯片的价格要比我们的zigbee要便宜一点

另外 就是在一些百变的行业里面

可能咖啡机啊 美容仪啊

或者小的行业里面 那我之前

是用WiFi的方式 但我现在也可以用蓝牙的方式把它做好

那另外一个的话 其实我们觉得

深圳是一个做消费类的主导方向

但消费是一个杀价 和竞争非常激烈的市场

那我们可以看看工业类市场

我想大家都是蓝牙的专家或无线的专家

那深圳蓝牙都是全中国以前的

那我们来看一下工业类和医疗类的市场

这个市场的利润率其实是非常高的

在这个市场 我们用无线的方式改造传统有线的方式

这个其实也是一个非常不错的点

我们看到蓝牙5.0这种high data rate long range 的模式

我们可以在工业领域找一找合适的应用点

我想这个大家可以一起去探讨

另外我们来看一下就是我们的high data rate

它可以做什么

大数据量的传输

第一 我们在想能不能替代传统的ATDP的方式

做蓝牙耳机呢 其实这也不现实

其实蓝牙是一个非常稳定

非常稳定 非常传统的方式去做

如果我们用蓝牙5的high data rate的方式去做的话

其实也有一定的局限性

那我们可以结合遥控器去做语音的一些传输

包括我们做一些类似于

语音传到云端去做剪辑的方式

蓝牙5.0 TI 也是有要给demo的方式

通过两个组合层然后可以相当于

做对讲的方式 做实时的对讲

那实时的对讲 大家肯定会问一个问题

既然你能做实时对讲 那我们能不能做到long range的实时对讲呢

对不起 这个是做不到的

远距离和high data rate是相互矛盾的

两个个体 你做了long range

你的数据量必然要下降

你做个high data rate你的距离肯定是传不远的

所以这些场景的话 也需要和大家探讨

下一个我们看一下广播

广播的extension

这个应用其实非常好 就是做beacon

我想大家有很多可以看到市面上面

有阿里巴巴 微信的摇一摇

或做停车场的室内导航室内定位

这些都可以通过beacon的方式做的

现在的payload已经加到了两百多个字节

那其实每一包的广播数据

都可以载运更多的信息

那这个信息怎么去利用 怎么去加工

那就要靠各位一些不同的好想法

去做这个市场

另外就是我们讲到的一个

一些其他的应用 比如有一些

安全性比较高的环节

那我们要求数据的实时传递

那数据的实时传递是需要High data rate的方式去做的

比如我们做一些支付

比如我们现在看到的一个非常好的市场就是

我们做的那种智能手环

或者我们的银行卡对吧

这个一方面就是要求体积做的非常小

另外一方面就是要求数据的实时传输

第三个的话 我们来看一下

TI在蓝牙5上的一个解决方案

那大家可能应该知道 TI的话在

2015年底就有出来一个芯片叫做

CC2640

大家有用过吗

有用过的举个手 CC2640

好的 看来我们还要提高我们的知名度啊

大家用的并不多

那确切的说 这个产品的话

存在一定的问题和短板

就是我们这个flash的空间太小了

那我们也是接受了广大客户的一些建议和意见

那我们把协议栈的大部分全部

都放在ROM里面去了

这问题其实客户一直在跟我们提出来

这个问题 也抱怨TI的响应有些慢

我也跟大家简单解释一下

不是我们响应慢 其实我么的做法非常简单

我们把这个协议栈划在ROM里面去

这个协议栈是要经过verify

就是要经过足够的验证的

那如果我们把4.1的协议栈放在ROM里面去的话

其实意义并不大 因为现在主流的

协议栈是蓝牙4.2的

其实我们一直在做的一件事情就是verify

4.2的协议栈完全没有问题了之后

才把这个协议栈放在我们的ROM里面去

因为你流电一次 你要做足够的验证

你要有各种软件的支持

你也有各种的数据显示出来之后

我们才会把这个SDK拿出去

所以这个时间的周期是非常长的

我们一直在做验证 一把成功

然后把我们4.2的协议放到我们的ROM里面去

然后才有了我们的这个芯片 叫做CC2640

R2F

那一方面 我们把协议栈放到RM里面去了

另外一方面的话 我们这个上面其实还有一个

专门一个叫做RFCore

就是我们射频的内核

其实这个射频的内核是不对外开放的

就是不对工程师开放的

那作为我们的研发阶段的话

它其实会在射频的调制 性能上面

会自己去编程 包括

我们这种RF信号的编解码

都会去做一些改善和优化

那我们把4.2的协议栈放在ROM里面

之后 我们在RF核上做了很多工作

让它可以支持蓝牙5.0

大家知道 Long range的spec其实是TI

自己的版权TI把自己的这块东西

给到了蓝牙联盟 作为蓝牙5的一部分

所以大家可以看到市面上面

支持蓝牙5.0的 目前来看

TI的这个控件能做到支持蓝牙5.0

其他的竞争对手可能也在做 但是

第一没这么快 第二就是做出来

也没有TI这么稳定 第三

就是没有量产

其实这一页的话

我刚才讲的东西比这一页还要多

我们来看一下TI在蓝牙5上面的一个安排

那我们的芯片其实已经发布出来了

在今年早些时候就已经出来了

确切来说 是去年12月的时候就已经出来了

但当时出来的时候 我们是主打蓝牙4.2

去替代我们之前的CC260

以及CC2640做不了的一块市场

今年来看就是适量的市场

我们还不错 有很大的收获

我们在芯片上面 已经支持蓝牙5.0的时候

我们的软件团队就一直在做蓝牙5.0的协议栈

那蓝牙5.0的协议栈分为几个部分

第一个就是我们今年在四月份的时候其实

release了第一版蓝牙5的协议栈

现在市面上面 包括三星的S8手机

也支持蓝牙5.0 其实它只是蓝牙5.0的

high data rate的一个模式

以及一个广播的扩散的模式

只支持这两个 那我们在

它上面写的是3Q 但是实际上我们已经release到我们的demo

Long range我们的远距离

已经把软件release了

我们后面在这个夏天的话

就会把这些功能都整合在一个SDK里面

包括第三个点 就是我们的

大数据的广播包

这是一个功能的话

我们会整合在一个SDK里面 今年夏天的话

我们会发布这一台SDK

这样的话 我们的芯片就完全支持蓝牙5.0

关于我们芯片的介绍

我简单一点讲

也非常直接 大家可以看到

就是TI 不管是我们的CC2640

还是TI我们的1310

还是我们的1350

我们的框架都是一模一样的

我们的框架都是一模一样的

也就是我们的硬件平台都是一模一样的

再加上我们这个BD的精密

包括我们软件的平台也是一模一样的

这样也有助于各位客户去做开发

比如今天开发小无线的产品 明天去开发蓝牙的产品

后天我开发MCU的产品

外后天我再开发WiFi的产品

那开发不同的产品 我所用到的软件包其实是一模一样的

软件框架其实也是一模一样的

这样的话 就有助于大家上手

转不同的平台去做开发

比如大家今天用这个产品做了一个水汽表

或者一个智能家居的设备

明天老板说要不我们换一个芯片

换SP的芯片 或者macro chip的芯片

我想大家肯定不会去干这个事情

从一个平台调整到另一个平台

很多东西都要改 很多底层都要改

但其实这个工作量是反反复复的

所有的模块都需要你去做测试

但TI的这个平台就有一个好处

我可能今天用蓝牙 明天用小无线

平台基本上都是一样的

对应的硬件部分的改动只有天线

但对软件的改动 底层驱动都是一样的

只需要把这些协议改变一下

那我产品就OK了这样就方便了

快速去开发的一个方式

那我们可以看到 简单介绍一下我们这个框架

那这个核的话 是一个M3的内核

那它上面还有一个radio 就是

我们讲到的MD的一个内核

专门去做射频的调值和解调

除了这两个之外 还有一个sensor controller engine

就是我们所说的协处理器

那这个协处理器的话

可以做一些sensor的数据采集

比如I2C的data啊

或者还可以做触摸按键

那这个是我们整个框架的介绍

从下面可以看到 我们从封装的方式

我们有2.7X2.7的WCSP封装

4X4的封装

5X5的封装

以及7X7的封装

这样就有助于各位开发不同的产品

开发不同的产品

那这边的话 就是介绍了我们的一些

性能指标 我们可以看到

我们的Cortex M3

它的每兆赫兹的功耗是61个微安

总体的跑分是143分

其实不算太好 是吧

大家也了解不是太好 但是我觉得整体的性能是非常好的

包括低功耗的稳定性是控制的非常好的

因为我们这个东西不是针对非常高端的市场

不是针对我们跑200的M4的市场

就是把它的整个跑分控制在非常高

因为我要兼容我的性能和我的功耗

这两点

那做一些小的总结 就是说

那目前来看 我们是有这么几点

那几个总结的话 就是

我们目前MCU的品牌是一个集成度非常高

集成度非常高的一个MCU的平台

然后加上蓝牙这样一个功能在里面

可能针对智能家居 智慧家庭

或者各种与蓝牙做连接的设备的应用

另外 我想强调的就是

我们的设备性能其实是非常不错

这些性能是非常不错的

大家如果去看这个射频指标

TI的射频距离比市场上任何的蓝牙芯片

都要做得好link budget

具体的指标我们后面看一下link budget

非常好 它的功耗和性能

是做的非常好

那回答刚才工程师问到的一个问题

那就是1350能不能一根天线来支持两个频段

这个是需要非常强大的硬件的工程师

去做8F的设计

因为有这样的天线

有支持868的频段 同时支持2.4G的频段

那你同时支持两个频段的天线是OK的

但在射频前端 你怎么去保证哪些器件

同时在2.4G的频段 或者在小无线的频段

它是完全没有问题的 其实这是对

射频的要求非常非常高

但目前来看 我们的做法肯定是把两个分开

把两个不要放在一起

把我们的小无线和蓝牙完全分开

这是可以去做的 就是对工程师的要求会非常非常高

就TI有一些参考的天线

就是小无线和2.4G的

就是在这两个频点里面

不管是效率 还是我们SCL的指标

都是做的非常好的

那我们说完射频性能了之后

我们再来看一下我们的协议栈

我们现在蓝牙5.0的协议栈完全支持两个功能

另外的话 我们还有Multi Role Solution

所谓Multi Role Solution就是我们支持多种的连接方式

这样的话 你的蓝牙可以作为主机来连的冲段设备

也可以被冲段连接

比如智能手环

通常的话我们把它作为一个冲设备跟手机去连

但你如果可以在sensor里面的数据做采集的话

你就会去连接你的sensor

去始终确保你的手环和你的设备是始终保持连接的

这种方式也可以去做

那这个就是multi role

Multi role 的话 目前我们只能连接8个设备

被限制的原因

就在于我们RAM的空间有限

就是你每多连接一个设备的话其实对

对你的flash 对你的RAM的消耗

都会有一个增长

那后面的话 就是说

包括我们就是支持这个网络处理器的方式

把它当做一个网络处理器去用

然后前面加上一颗MCU的芯片

当目前来看 手环的方案有两个部分

第一个就是SOC

一颗芯片把手环的所有功能做完

换一个角度来看

如果我们看到的小米

比如说小米 或Garmin的手环

那它的这种方式的话就是说

我可以用一个非常传统的MCU

再加上我们一个蓝牙的芯片

去做这样的方案

那这样的话 我们就可以把我们的蓝牙芯片

当成一个网络处理器

做出一个输送模块去做

甚至来说

TI不是有很多设备要求支持5.0吗

那我们把5.0的芯片当做一个传输模块来做

它就是5.0 那我们就解决了很多在工业上面

或者消费类方面解决不了的距离问题吗

解决不了的数据问题吗

我们这里有很多的客户 他可能要做

high data rate的传送方式

不得已去选择了经典蓝牙

第一成本会比较贵 第二的话 就是

经典蓝牙的调试其实是非常麻烦的

CSI提供的是无线的方式

只是适合于传audio

它传audio的界面非常简单

芯片很贵

那我现在用BLE去传一个语音

而不是audio或其他的一些图像

那我可以通过蓝牙5.0 两兆的

PHY程去做传输

这个其实是非常有价值的

那另外的话 就是说

我们支持的这个homekit

我们现在支持homekit的方式就是

我们需要前端加一个MCU去做

比如我们的RAM和flash的size受限

那我们需要前面加一个MCU

然后我们这个蓝牙用作网络处理器

作为network processor去做

这样的一个方式去搭配

那后面我们会在新一代的平台CC2642上面

去做整个的homekit

那就是一颗芯片 能做蓝牙的homekit

那我们再来分享一下

我们的技术细节

我们来看一下蓝牙为什么会支持long range 为什么支持high rate

为什么它要做data extension

我们先来看看long range

大家也看到过 就是Long range的话

它是基于一种什么样的技术

其实也是基于SDK的一种调解方式

这其实是没有变的 它变得就是我的PHY的编码

它分为可编码和不可编码

那我们可以看一下我们蓝牙4.0 4.1 4.2

是基于一种不可编码的PHY程来做的

那它的调整方式就是我传一个

我这边传一个 我主机端传一个

然后从另一端接受一个

那对于我们蓝牙5的话

它的PHY是用编码的方式去做的

那你用demo的方式 肯定就牺牲了效率

我可以传一个 传两个 然后需要做一个验证

这种方式来做的 它是用了一个前向

前向错误编码的方式

来去做这种调整

来去做这种校验的

为了保证数据的稳定性

为了保证数据的误码率

那所以说 简单大家理解的话

它的这个数据传输率就比较低

工作量就会比较小

但它的抗干扰性就会比较强

它的数据的误码率就会小

所以它就可以做到距离更远

那它牺牲的就是我们的吞吐量

那我们编码PHY主要是两种方式 一种是

500K的BPS

第二种就是125K的BPS

那所以说你的数据传输率越小

那你的传输距离就会更远

那我们做了一个对比

那我们做了一个对比

另外来看的话 就是我们的4.2

是1MBPS 的PHY

5.0是2MPBS

它的最大的一个带宽的吞吐量

就是它的一倍

那两兆和一兆的关系只是空中输入的data rate

就是我们是空中的点和点

而不是我们的蓝牙层一边对另外一边

可以做到多少

一边到另一边 是和你的协议栈相关 和你的应用层相关

包括你做串口的模块

你的串口的最大传输率

也有关 这些问题我们先搞清楚

做了一个对比的话 蓝牙4.0 4.1 4.2 5.0

那我们来看一下

蓝牙4.0 4.1都只支持1MBPS的PHY

那5.0支持2MBPS的PHY

这必须得要

这个也是必须我们的硬件要支持的

第二个就是我们的payroad

它只能是你连接了之后的

你连接了之后我们有一包数据可以传

一包数据可以传多少个字节

那4.0的话只能传27个字节

4.2的话 最多传255个字节

5.0也同样是27到255个字节

这个是可以选择的

那数据传输率

那4.0是305K

4.2是因为你的payroad增加了

增加到了780K

到了5.0的话 它的数据量会更高

所以它的传输率会更大

同样的 305K 780K 1.4兆全部值得都是

空中的点到点的传输更高

那我们再看一下advertisement extension

那这个就是我的广播包

我们可以看到之前我们4.0 4.1的蓝牙广播包

都是在三个channel 37 38 39

不好意思 我刚才有说错一个地方

我刚才说pay load 只有27个字节

27个字节是我们连接了之后

我们每包按27个字节

广播的时候是可以到37个字节

我们的5.0的话

它这个广播包

可以扩大

第一它可以扩大 第二它的广播的channel

不只是在37 38 39这三个channel

它可以在我们payload 的任意channel

这是我们的一个变化

这是我们的一个变化

那谈到最后一个方式的话

就是我们的这个hopping model

它就是跳频

那我们将一个蓝牙设备和另一个做好链接之后

那我们会在某一个channel上发数据

发完之后 它会跳到另外一个channel上去

发数据

那这个发数据的方式怎么去做呢

其实一开始做链接的时候 我们就有一个channel map

在channel map上面 我们就定好了自己的hopping increment

我们的 previous channel

就是一开始我的第一个channel在哪里

increment是多少

那我每次交换完数据后

我在increment 上面主加

内加 然后我们再去做一个connection

我们再去做数据的收发

我们都是在同一个频段上

去做数据的收发

包括这个频段 我们可能通讯不上

我们再换一个频段去做通信

我们的整个带宽都是2402到2408

我们可以在上面不同的跳频

那5.0跳频的方式

是跟我们传统的4.1 或4.2是完全不一样的方式

这个大家如果要细教的话

大家可以去看看spec上是怎么规定的跳频的方式

那从我们自己的角度来说的话

其实这个东西 从应用层的角度来说

我们可以完全不去管它

因为这个东西它不会体现在我们的

软件的设置上面

或者软件的编程上面

因为这完全是由协议栈自己控制的

就是我们刚才讲到了三点

都是协议栈自己完全控制的

我们只是去理解为什么它

会有这样的变化 它是怎么做到的

那我们刚才谈到的三点的东西

之前提前有讲过

就是这三点是怎么做到的

其实它全部是放在这个RFcore里面

我们这上面有一个专门的RFcore

它不对外去开放

但它确实有一个这样的core

这个core专门处理调制解调

包括信号的编解码

包括data的payload是多少

其实都是由这个内核来控制的

那这个的话 就是我们在

挪威去做的一个测试

那这个测试上面的话 我们可以做到

1.5公里的Long range mode

我想我们刚才测试的话 200到300米应该也有啊

200米左右

200米左右应该是有的 还转了一个弯

所以我们通过编码的这种方式

去达到这种更远距离的传输模式

其实是可以找到非常多的有利的

就是目前我们做不到的市场

通过蓝牙5.0我们都可以去尝试

去做这个市场

这个是我们自己在室内去测试的

这个是在达拉斯

我们TI的办公室里面

去做的一个测试

那测试的话 400米是完全没有问题的

我们刚才谈到了 就是说

这种long range

这种long range的方式 我们去做传输

为什么它能在没有提升我的发射功率的情况下

我怎么还能做到这么远的距离传输

我们可以看到有一点

就是我们来讲一下link budget是什么意思

link budget就是我们的TX减去RX

一个差值

比如说

我们可以看一下 那

TI的话 它的TX POWER是5dmb

这个是不变的

当我们的RX

sensitiviy就是灵敏度

是可以做到-97dbm的

那我们的link budget是102个db

那我们通过125KBPS

5.0 long range的方式去做

那我们的RX sensitivty的话

可以到-103DBM

那这样的话

我们整个link budget就从

102个db 提升到了108db

3db就相当于我们的距离会远一倍

所以这就是为什么我们的距离可以做到

也不是TI的距离

就是蓝牙5.0的距离

比蓝牙4.0要远四倍的原因

就是因为它控制住了

通过不一样的这种PHY的编码方式

使得我接收数据的距离会

变得更远 就是我的

就是我接收的误码率会更低

就是我会传的更远

那大家可以看一下

那就是说 用传统的方式 如果我要做一个超过100米

100米左右的一个防油器

或者其他的一些报警设备

那我们通常的做法是一颗CC2541

CC2640或者加上一个PA的方式去做

那有了蓝牙5.0之后呢

那我们完全就可以把PA的钱省下来

因为最低的发生功率是5.9个毫安

所以我写了6个毫安

但我们在5个dBm的发射功率的话

它是在9个毫安

所以这两个指标大家都要去关注

大家需要去蓝牙的spec

或者去看其他的一些参数对比

第一我们看一个dBm的发射功率多高

第二 我们看看5个dBm的发射功率多高

两种都要结合去看

你不能光看它一个dBm的发射功率

也要看它5个dBm的发射功率

那所以说

我们传1.5功率的时候

同样的 它的发射功率也只有

9个毫安

我们会按照5个dBm发射的方式去做