文档介绍：降低蓝牙设备的功耗 发布日期:2006-09-16 作者:吴松如来源:电子设计技术   功耗问题是便携式设备成功与否的关键因素。这些设备目前有一种融合的趋势,例如在移动电话上整合百万象素的数码相机。因此,新开发的多功能设备必须继续满足客户的各种期望,特别是功耗方面的期望。尽管蓝牙在本质上就是一种低功率的技术,但是为了进一步延长电池寿命,蓝牙技术联盟(SIG)寻求在每一代新的蓝牙技术规范中整合降低功耗的新方法。2004年11月,+版增强型数据速率(EDR)标准,该标准整合了一种无线连接和数据包传输的创新方法。蓝牙技术规范SIG为降低蓝牙设备的功耗而采取的最重要的措施,就是引入了EDR蓝牙。蓝牙无线单元的功耗总量取决于它的运行时间。+EDR蓝牙的主要改进,在于它使数据传输速率较传统的蓝牙速率提高了三倍(3Mbps:1Mbps)。这就意味着无线单元运行的时间只有原来的三分之一,因此功耗也只有原来的三分之一。数据速率得以提高的部分原因在于数据包传输方式的根本改变。标准速率(1Mbps——)数据包由四个部分组成:————————无线单元调整到下一个频率所有三个传输部分利用GFSK调制解调器来调制无线射频信号:载波频率在±160kHz范围内变化,显示为0或1,每个符号有一个比特进行编码。符号速率为1Msps(兆符号/秒)。访问码、标题和保护频带所需的传输时间意味着有效载荷数据速率为723kbps。蓝牙EDR数据包仍然采用GFSK来调制访问码和标题,而对有效载荷采用下列两种调制方式之一:一种是强制性的,提供两倍数据速率,并且可以容忍大量的噪音;另外一种是选择性的,可以提供三倍的数据速率。两倍数据速率采用p/4差分四相移相键控(p/4-DQPSK)。顾名思义,这种调制方法改变的是载波的相而不是频率的相。“四相”是指每个符号有四个可能的相位,从而允许每个符号有两个比特的数据进行编码。因为符号速率保持不变,所以数据速率增加了两倍。三倍数据速率采用8-DPSK。8-DPSK类似于p/4-DQPSK,但允许差分移动至八个可能相位中的任何一个。相邻相位之间较小的相差和±π相位跃变的利用,意味着8-DPSK更易受到干扰,但它允许每个符号有三个比特的数据进行编码。CSR公司的BlueCore开发进一步降低了功耗。低功耗模式和内部时钟BlueCore芯片采用的硬时钟可以将数字组件与无线单元分隔开来,关闭无线单元,并将芯片送入浅度睡眠(图1)或深度睡眠模式(图2)。要进入深度睡眠模式,BlueCore需要有20ms的静止状态。要从深度睡眠模式下苏醒过来,时钟晶体需要5ms启动起来,而设备需要大约20ms的无活动状态。BlueCore可以通过两种方式退出深度睡眠模式,一是通过定时闹钟,在下一次定时启动之前启动设备;二是通过PIO、UART或USB串口传输设备来中断深度睡眠模式。芯片结构BlueCore芯片结构在保证电源效率和低功耗方面起着关键作用。图3显示的是BlueCore3-ROMCSP芯片封装设计的一个例子,展示了BlueCore芯片的典型设计。