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        降低藍牙裝置的功耗的方法

        作者: 時間:2010-03-11 來源:網絡 收藏

        規格

        Bluetooth SIG最重要的,就是發展出EDR Bluetooth。無線電元件消耗的電力,取決于運作時間的長短。 v2.0+EDR 藍牙規格讓資料傳輸速度達到傳統藍牙的3倍(3Mbps 比 1Mbps),這代表無線電波的運作時間減少到三分之一,因此消耗的電量也減少至三分之一。

        提高的資料傳輸率歸功于徹底改變資料封包的傳輸方式。

        標準傳輸率(1Mbps C 例如像 v1.2 以前的藍牙版本 ) 封包中含有四個部份 :
        1. 存取碼 (Access Code) C 接收利用這個存取碼來辨識輸入端的傳輸作業
        2. 封包表頭 (Header) C 描述封包的種類與長度
        3. 封包內容 (Payload) C 實際傳送的資料內容
        4. 跨封包的 Guard Band (Inter-packet Guard Band)C將無線電波轉至下個頻帶

        所有三個傳送部份都采用高斯頻率偏移調變機制 (Gaussian Frequency Shift Keying, GFSK)來處理射頻訊號: 載波頻率偏移范圍為正負160 kHz,來代表零或一,每個符元(symbol)編碼出一個位元。符元傳輸率為 1 Msps (Mega Symbol Per Second)。存取碼、表頭、以及Guard Band保護頻帶等三個部份所需的資源,讓最高負載資料率達到 723 kbps。

        Bluetooth EDR 封包仍對存取碼與表頭采用GFSK調變機制,但對Payload資料則使用以下二種其中之一不同的調變機制: 一種是強制性,提供2倍的資料傳輸率,能容許較高的噪音; 另一種是選擇性調變機制,提供3倍的資料傳輸率。

        2倍資料傳輸率采用 π/4 Differential Quadrature Phase Shift 鍵移或 π/4-DQPSK技術。這種調變機制會改變載波的相位而不是頻率。 “Quadrature” 代表每個符元有四個可能的相位,讓每個符元中有兩個資料位元能進行編碼。符元率維持不變; 因此資料傳輸率提高兩倍。

        3倍資料傳輸率采用的是 8-DPSK (8-Phase Differential Phase Shift Keying),這種機制類似 π/4-DQPSK,但能移至任何8個可能的相位。鄰近位置之間縮小的相位差,加上使用 ±π 相位跳變,意謂著 8-DPSK較容易受到干擾,但每個符元能編碼3個位元的資料。

        在 EDR規格的成功邁入實際產品階段后,通過檢驗的產品于2005年問市,SIG仍繼續研究各種新耗電量。

        CSR BlueCore以低模式及內部時脈進一步耗電量

        CSR的BlueCore晶片內建的硬件時脈,能將數字元件與無線電加以區隔;關閉無線電;以及將晶片切換至淺層或深層睡眠模式。藉此提供甚至可超越Bluetooth SIG官方標準的低耗電效能。

        模式以及內部時脈

        BlueCore晶片內的硬件時脈能將數位元件與無線電加以區隔; 關閉無線電; 以及將晶片切換至淺層或深層睡眠模式。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/157582.htm

        圖 1 淺層睡眠模式的耗電量

        在淺層睡眠模式時中,時脈速度從16MHz降低至0.125MHz ,電流從 10mA降低至 2mA (如圖1所示)

        圖 2 深層睡眠模式的時脈結構

        在深層睡眠模式中,主要晶體加上所有其他時脈元件都被關閉,只留下1kHz給振U器 (Oscillator) 使用(如圖2所示)

        在切換至深層睡眠模式時,BlueCore需要 20milliseconds (ms)的無作業空閑時間。在喚醒方面,晶體需要 5ms的時間來重新啟動,元件需要約20ms的無作業時間(預測)。BlueCore能透過排程警報,在下一次排定的作業之前喚醒元件,或是由PIO、UART、或USB連結埠傳送器的中斷,藉以離開深層睡眠模式。

        晶片架構


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