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TI全新无线MCU量产在即:具备射频+低功耗BlE功能,0.79美元起售

作为蓝牙技术联盟(SIG)的资深成员,在德州仪器(TI)看来,蓝牙技术能满足无线连接应用增长的需求。据《国际电子商情》记者了解,TI发力蓝牙领域已经约二十年,到现在,低功耗蓝牙也是TI重视的技术之一。

随着物联网在各细分领域的渗透,更多产品都有了联网的需求,这为低功耗蓝牙进一步商用提供了条件。与此同时,业内也看好近几年蓝牙市场的发展趋势。Vtlesmc

最近,蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group, 简称SIG)首席执行官Mark Powell预测称,2022年全行业的蓝牙设备出货量将达50亿。市调机构ABI Research预测数据则显示,2022年全球蓝牙设备总出货量将为51亿,到2026年该数字则上升至70亿,2022-2026年期间的复合年增长率将达9%。Vtlesmc

作为蓝牙技术联盟(SIG)的资深成员,在德州仪器(TI)看来,蓝牙技术能满足无线连接应用增长的需求。据《国际电子商情》记者了解,TI发力蓝牙领域已经约二十年,到现在,低功耗蓝牙也是TI重视的技术之一。Vtlesmc

全新无线MCU CC2340系列

如今, “蓝牙市场未来几年的发展迅猛”已经成为业内共识。为此,半导体原厂也加大对蓝牙的投入,市面上也出现了一系列新的蓝牙产品,涵盖了楼宇自动化、零售自动化、医疗、个人护理、个人电子产品、游戏/遥控装置等应用领域。Vtlesmc

据德州仪器(TI)副总裁兼网络连接产品线总经理Marian Kost和德州仪器(TI)中国区嵌入式与数字光处理应用技术总监师英介绍,从2010年发布CC254x,到2022年推出CC2340x系列,TI的低功耗蓝牙产品已经升级到第四代。Vtlesmc

  • 第一代CC254x是行业首批低功耗蓝牙SoC,目前累计出货量超过5亿片;
  • 第二代CC2640/264x的CPU从8051内核更新为Arm内核,也是市场上首批蓝牙5标准的SoC;
  • 第三代CC26x1、2、4从封装、模块和内存方面做了产品扩展,开始支持网状网络、定位和多协议运行,适用于室内导航产品、车载钥匙;
  • 第四代CC2340x不仅具备出色的低功耗表现,而且还具有高质量射频性能,在TI官网的起售价格低至0.79美元(市场参考价)。

从整体来看,CC2340x系列具备以下特征:待机电流<830nA,可延长电池寿命,输出功率范围高达+8DBm,可增强射频连接;闪存高达512KB,可充分提高设计灵活性。Vtlesmc

CC2340x系列内置Cortex M0 Arm内核,该内核最快可跑到48MHz,运行期的功耗又非常低,可低至55 uA/MHz;另一核心功能来自2.4 GHz的射频收发器,它支持BLE和802.15.4、内部天线发射功率可达8dBm。该射频收发器还可与TI的其他功放器件,比如CC2590和CC2592进行无缝连接,进一步扩展整个MCU的发射功率;其他通用的外设包括通用IO(多达26口),有嵌入式系统常用的串行更新接口。Vtlesmc

针对CC2340x系列的射频性能,Marian Kost补充说,TI把整个射频的部分重新优化设计了一遍,把原来一直放在外面的Balum也集成到芯片中,这样就能提供非常高的集成度。在射频上做的优化设计让我们在提升射频性能的前提下,同时能够降低射频电路的接收和发送的功耗,通过这个优化设计还可额外提升射频连接的稳定性。比如,在户外使用的新能源汽车充电站,CC2340x的工作温度在-40至+125℃。此外,在复杂和恶劣的工作环境下,可提供稳定高可靠无线互联质量。Vtlesmc

从产品外设来看,CC2340还有以下参数值得关注——MCU内部自带DC/DC,可直连到电池上工作;工作电压1.71V至3.8V,工作温度范围-40到125℃;有最大512KB的闪存和36KB的SRAM;带有AES-128外设,与真随机数发生器配合可助力客户在设计中加入更多加密功能。Vtlesmc

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现在,许多个人存储设备/打印设备、无线PC外设产品、游戏/遥控器、电子智能玩具等都有通过手机收集数据、管理设备,为用户的健康指标和生活习惯做记录和管理的需求。在应用领域来看,CC2340x系列适用于——楼宇自动化的空调暖通、楼宇安全,零售终端的电子货架标签、销售终端的蓝牙互联,个人护理医疗的医疗传感器、贴片式个人医疗传感器(测量血糖/血压/胰岛素)等,个人护理工具的剃须刀、电动牙刷、洁面仪等细分领域。Vtlesmc

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2022年6月,TI率先推出了CC2340x系列中的两个型号——CC2340R2和CC2340R5。其中,CC2340R2和CC2340R5最大的差别在于内存尺寸,前者是512KB的闪存、36KB RAM,后者是256KB的闪存、28KB RAM。另外,CC2340R5具有多达26个IO,封装方式有4x4 (QFN24)、5x5 (QFN40)、WCSP(晶圆级芯片封装),而CC2340R2只有12个IO,采用4x4 (QFN24)封装。Vtlesmc

基于以上特征,CC2340R5针对SoC应用进行优化,支持片上、双代码OAD和安全固件更新,具有可编程软件无线电功能,可扩展BLE支持到比如蓝牙定位、网状网络等更新的功能。CC2340R2则针对简单应用或BLE连接进行优化,支持低功耗控制器、低功耗主机、GATT服务接口以及至主机处理器(MCU/MPU)的SPI连接。Vtlesmc

TI CC2340x的三个应用案例

师英围绕CC2340x系列,介绍了三个具体的应用案例。Vtlesmc

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第一个是个人血糖仪参考设计。CC2340x系列能实现贴片式血糖监测装置与手机APP实时连接,把用户每天的血糖数据实时上传到健康软件。在血糖仪应用案例的硬件部分,CC2340x系列可完成该系统的核心功能,再配合TI的其他创新产品,比如,用TPS6108升压转换器为系统稳定供电,用自然光传感器OPT3006做唤醒开关,再配合传感器模拟前端AFE,可使血糖仪具备小体积、超低功耗的特点,仅用一颗钮扣电池就能运行两周以上,还能通过手机APP实时同步、更新数据。Vtlesmc

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第二个是智能家居领域的中控制中心/恒温器和窗户传感器应用。CC2340x可作为恒温器或是集线器来使用,在终端设备中可作为传感器和执行器。随着智能家居市场规模不断壮大,越来越多的用例可体验到CC2340x的高性价比优势。除了低功耗蓝牙之外,CC2340x还可运行15.4协议,并且可以作为附加配置。Vtlesmc

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第三个是电动牙刷设计参考。该设计在电动牙刷中添加了蓝牙功能,使用户享受个性化设置和实时反馈。该方案的核心是一颗CC2340R5芯片,由于CC2340R5芯片的睡眠功耗非常低,不到1微安的待机电流,能延长电池使用寿命。另外,该参考案例还配备了TI的DRV8850震动马达芯片,配合加速度传感器(检测牙刷的震动频率和姿态)、压力传感器(检测刷毛的压力)、电源管理芯片、LED等,让电动牙刷更加智能——一方面为它更新了很多不同的刷动模式,另一方面还能收集用户的常用模式、使用习惯等数据,作为个人护理的一部分上传到手机上,并根据这个情况做定制化服务。Vtlesmc

CC2340x系列明年上半年正式量产

目前,TI可以提供CC2340的样品和开发板,这些开发板在TI网站上已经能申请。师英透露说,CC2340的正式量产时间在2023年上半年。在申请样品和评估板试用、评估、开发的过程中,如果遇到技术支持的需求,可通过全球E2E工程师支持论坛联系TI工程师,也可联系中国本地FAE团队寻求建议。Vtlesmc

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据了解,TI有六家新晶圆厂为未来10-15年的增长提供支持。师英强调说,TI强大的支持来源于外部制造布局,TI在不断扩大投资300mm晶圆厂,这些晶圆厂包位于美国德克萨斯州理查森的新RFAB2,以及TI收购的位于美国犹他州李海的LFAB(TI第4家300mm晶圆厂)。此外,TI还计划在德克萨斯州谢尔曼建造第5、6、7、8家 300mm晶圆厂。据悉,CC2340系列的产能将由以上工厂提供支持。Vtlesmc

2022年6月29日,全球领先的专业电子机构媒体AspenCore和深圳市新一代信息通信产业集群将在深圳联合主办【2022国际AIoT生态发展大会】,推动行业上下游企业之间的技术交流与商业合作。在智慧机器人分论坛中,TI华南区处理器技术支持工程师吴红军将围绕“TI模拟和嵌入式技术助力机器人创新”主题做主题演讲。Vtlesmc

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责编:Clover.li
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李晋
国际电子商情助理产业分析师,专注汽车电子、人工智能、消费电子等领域的市场及供应链趋势。
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