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藍(lán)牙5.1 SoC與模塊：哪種最適合您的設(shè)計(jì)？
藍(lán)牙5.1 SoC與模塊：哪種最適合您的設(shè)計(jì)？
自從藍(lán)牙5.1發(fā)行以來，藍(lán)牙中可用的功能列表才稍長一點(diǎn)。組件制造商通過將無線通信與用于嵌入式處理的MCU集成在一起，將這種移動(dòng)技術(shù)帶入了IoT設(shè)備的新高度。這只是不斷推動(dòng)將更多功能整合到更小的占地面積中的又一步。
如果要將Bluetooth 5.1 SoC集成到您的新產(chǎn)品中，則有兩個(gè)主要選項(xiàng)可用于將該組件集成到電路板上。首先是作為SoC像其他任何組件一樣安裝到您的板上。另一個(gè)選擇是將模塊帶到您的新板上，直接放在表面層上。這是您需要了解下一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中的藍(lán)牙5.1 SoC或模塊的信息。
藍(lán)牙5.1 SoC中的功能
藍(lán)牙5.1 SoC通常以平面封裝或BGA組件的形式表面安裝到板上。市場上的SoC將具有相當(dāng)高的CPU速度和收發(fā)器功能的MCU集成到單個(gè)芯片中。這些IC傾向于提供高GPIO數(shù)量，PWM或模擬輸出，以及具有高位深度和采樣率的ADC。這些SoC成本低廉，并提供大量功能，這些功能以前僅限于單獨(dú)的IC。
藍(lán)牙5.1模塊提供了相同的功能，但它們被放置在印刷電路板旁的主板上。當(dāng)前的頂級(jí)制造商已經(jīng)為自己的組件發(fā)布了這些模塊，因此無論采用哪種路線，您都將獲得相同的功能集。放置模塊可提供很好的集成封裝，并且通常使用板載振蕩器，盡管占位面積和外形比SoC大，但可以減少您的設(shè)計(jì)時(shí)間。兩個(gè)系統(tǒng)的總組件數(shù)可能相同，真正的區(qū)別在于產(chǎn)品的總厚度，而不是系統(tǒng)所覆蓋的面積。
可以使用Bluetooth 5.1 SoC或模塊訪問的一些示例功能包括：
到達(dá)角（AoA）和偏離角（AoD）檢測
更快的速度（包括開銷在內(nèi)的短距離約為2 Mbps）
射程更遠(yuǎn)（視線200 m）
更大的消息容量（255字節(jié)，包括開銷）
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)模型和功能
使用系統(tǒng)噪聲作為熵的用于隨機(jī)數(shù)生成的集成引擎
我看過的Bluetooth 5.1 SoC包括一個(gè)集成的DC-DC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步減少了組件數(shù)量和占地面積。您的主要考慮因素是所需的電路板配置文件以及是否需要設(shè)計(jì)定制電路板。如果您要采用柔性線路，那么您將需要使用SoC創(chuàng)建自己的電路板，因?yàn)楫?dāng)前市場上的模塊是剛性的。
使用藍(lán)牙5.1模塊
模塊可能有點(diǎn)笨重，需要連接到現(xiàn)有電路板的表面層，但這是將藍(lán)牙5.1功能引入新產(chǎn)品的好方法，而不必?fù)?dān)心新產(chǎn)品的信號(hào)完整性和天線設(shè)計(jì)方面的問題。木板。這些模塊通常直接在板上包含集成的印刷天線。他們還將使用標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙5.1 SoC。
這些板的布局準(zhǔn)則非常簡單。這些模塊是表面安裝的，盡管某些較便宜的模塊可以通過插頭連接。當(dāng)您將模擬信號(hào)發(fā)送到天線并從電路板傳輸出去時(shí)，應(yīng)將天線部分放在主板邊緣附近，以防止干擾其他組件。只要您不使用2.4 GHz以上的超快速數(shù)字信號(hào)或模擬，就可以使用標(biāo)準(zhǔn)去耦/旁路電容器為其他組件提供足夠的去耦。小心規(guī)劃電路板其余部分的返回路徑，以防止任何數(shù)字信號(hào)干擾模擬部分。
主機(jī)板的堆疊至少應(yīng)為4層，且信號(hào)應(yīng)至少路由到1個(gè)內(nèi)部層。通常將接地平面指定為位于表面層上，以為印刷天線提供圖像平面。上面顯示的示例堆棧允許將組件放置在背面，同時(shí)仍提供額外的布線層。接地層還為這些組件提供了一定的屏蔽。或者，您可以將所有組件放在頂層，盡管您需要為模塊上的天線區(qū)域提供足夠的間隙。
先進(jìn)的PCB設(shè)計(jì)功能和制造商的部分搜索工具中的Altium Designer ?使其易于藍(lán)牙5.1的SoC或模塊添加到您的新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。您可以通過簡單的零件搜索快速找到所需的零件，并且可以立即將它們導(dǎo)入原理圖和布局中。您還可以訪問計(jì)劃在單個(gè)平臺(tái)上組裝和生產(chǎn)下一個(gè)產(chǎn)品所需的功能。