无线通信技术主根据传输距离的远近可以大致分为:近距离无线通信过和远距离无线通信。近距离无线通信包括WIFI、蓝牙、ZigBee、Z—Wave、NFC、UWB、LiFi等。远距离无线通信包括LoRa、NB-IoT等。
下面,就来解读一下的蓝牙无线通信:
蓝牙技术是一种尖端的开放式无线通讯标准,能够在短距离范围内无线连接桌上型电脑与笔记本电脑、便携设备、PDA、移动电话、拍照手机、打印机、数码相机、耳麦、键盘甚至是电脑鼠标。
利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够简化设备与因特网Internet之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效。
蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
蓝牙协议堆栈依照其功能可分四层:核心协议层(HCI、LMP、L2CAP、SDP)、线缆替换协议层(RFCOMM)、电话控制协议层(TCS-BIN)和选用协议层(PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE)。
简言之,蓝牙技术让各种数码设备之间能够无线沟通,让散落各种连线的桌面成为历史。有了蓝牙无线技术,你就可以轻松连接你的电脑和便携设备、移动电话以及其它外围设备――在 9 米(30英尺)距离之内以无线方式彼此连接。
相比于其他无线技术:红外、无线2.4G、WiFi来说,蓝牙具有加密措施完善,传输过程稳定以及兼容设备丰富等诸多优点。尤其是在授权门槛逐渐降低的今天,蓝牙技术开始真正普及到所有的数码设备。不过,蓝牙这一路走来也并非完美,从1.0到4.2,再到现在的5.0,是一个不平凡的过程!
这要源于一个小故事。
公元940-985年,哈洛德。布美塔特(Harald Blatand),后人称Harald Bluetooth,统一了整个丹麦。他的名字“Blatand”可能取自两个古老的丹麦词语。“bla”意思是黑皮肤的,而“tan”是伟人的含义。和许多君王一样 ,哈洛德四 处扩张,为政治、经济和荣誉而征战。公元960年哈洛德到达了他权力的最高点,征服了整个丹麦和挪威。而蓝牙是这个丹麦国王Viking的“绰号”,因为他爱吃蓝梅,牙齿被染蓝,因此而得这一“绰号”。
在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员,在经过一夜关于欧洲历史和未来无线技术发展的讨论后,有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将挪威,瑞典和丹麦统一起来;他的口齿伶俐,善于交际,就如同这项即将面世的技术,技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作,保持着各个系统领域之间的良好交流,例如计算机,手机和汽车行业之间的工作。
蓝牙技术最初由爱立信创制。技术始于爱立信公司的1994方案,它是研究在移动电话和其他配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。发明者希望为设备间的通讯创造一组统一规则(标准化协议),以解决用户间互不兼容的移动电子设备。
研究的目的是要找到一种方法,能够除掉连接移动电话和PC卡、耳机、台式电脑及其他设备之间的电缆。此项研究是一个大项目的一部分,该项目是要研究如何将各种不同的通信设备通过移动电话接入到蜂窝网上。公司得出结论,这种连接的最后一段应该是短距离的无线连接。随着项目的进展,日益明朗化的是短距离无线通信的应用范围几乎无限广阔。
1997年,爱立信公司借此概念接触了移动设备制造商,讨论其项目合作发展,结果获得支持。
1998年5月,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商,在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术。
1999年5月20日,这五家厂商成立了蓝牙“特别兴趣组”(Special Interest Group,SIG),即蓝牙技术联盟的前身,以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发,爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发,IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。
1999年下半年,著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三星、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织,从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品,使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景,并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。
到2000年4月,SIG的成员数已超过1500,其成长速度超过任何其他的无线联盟。这些公司联合开发了蓝牙1.0标准,并于1999年7月公布。蓝牙标准包括两个文件:
基础核心协议——提供设计标准;
基础应用规范——提供互操作性准则。
核心协议文件描述了射频、基带、链路管理器、业务发现协议、传输层以及与其他协议的互操作性等内容;应用规范文件描述了各种不同类型的蓝牙应用所要求的协议和过程。
2006年10月13日,Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟)宣布联想公司取代IBM在该组织中的创始成员位置,并立即生效。通过成为创始成员,联想将与其他业界领导厂商杰尔系统公司、爱立信公司、英特尔公司、微软公司、摩托罗拉公司、诺基亚公司和东芝公司一样拥有蓝牙技术联盟董事会中的一席,并积极推动蓝牙标准的发展。
除了创始成员以外,Bluetooth SIG还包括200多家联盟成员公司以及约6000家应用成员企业。而企业只要使用“蓝牙(Bluetooth)”相关商标在市场上销售产品,都必须向蓝牙技术联盟交纳商标使用费和产品认证费。
2008年,蓝牙技术联盟准备新设立一个“初级应用成员公司”的会员级别,如果是年营业额小于300万美元的中小企业,入会费为零,认证两款蓝牙产品的费用降至2500美元。
蓝牙单模是指只兼容经典蓝牙(包含蓝牙3.0/2.1/2.0/1.2/1.1/1.0等)或低功耗蓝牙(包含蓝牙5.0/4.2/4.1/4.0等)其中的一种,蓝牙双模就是既可以兼容经典蓝牙又兼容低功耗蓝牙;也可理解为蓝牙单模是音频或数传,而双模是音频(经典蓝牙)+数传(低功耗蓝牙)。
1、CSR/高通(被高通收购)
总部:英国
官网:http://www.csr.com/
蓝牙芯片产品:
QCC5100系列:包括QCC5120、QCC5121,都是蓝牙5.0版本,双模蓝牙。
QCC300x系列:包括八个SoC器件, 五个(QCC3001、QCC3002、QCC3003、QCC3004、QCC3005)支持蓝牙耳机应用,三个(QCC3006、QCC3007、 QCC3008)用于蓝牙扬声器应用。都是蓝牙5.0版本,双模蓝牙。
QCA4024 SoC是一款双模片上系统,支持基于蓝牙5.0和802.15.4的技术,包括Zigbee和Thread。
QCA4020 SoC是一款三模片上系统,支持双频WIFI,基于蓝牙5.0和802.15.4的技术,包括Zigbee和Thread。
CSRB53xx系列:包括CSRB5341、CSRB5342、CSRB5348,都是蓝牙4.1版本,双模蓝牙。
CSRA68100:蓝牙音频平台,可在蓝牙扬声器和耳机市场的顶级终端实现创新和功能差异化。它的DSP处理能力比以前的高级蓝牙SoC CSR8675多4倍,并且在单芯片平台上具有高级功能,支持便携式无线扬声器和具有卓越音频质量,语音控制,远场回声消除,传感器的耳机的开发处理和音频后期处理。蓝牙5.0版本。
CSRA65700:低音炮ROM解决方案,蓝牙4.0版本。
CSR8811芯片组:用于消费电子设备的蓝牙v4.1单芯片无线电和基带IC。蓝牙低功耗,CSRmesh技术,双模蓝牙。
CSR86xx系列:包括CSR8605、CSR8610、CSR8615、CSR8620、CSR8630、CSR8635、CSR8645这些都是蓝牙4.1版本,CSR8670、CSR8675是蓝牙5.0版本。
CSR8510蓝牙4.0版本,双模蓝牙。
CSR8350、CSR835A都是蓝牙4.1版本,双模蓝牙。
CSR8311蓝牙4.1版本,双模蓝牙。
CSR102x系列:包括CSR1020、CSR1021、CSR1024、CSR1025都是蓝牙4.2版本,支持蓝牙低功耗CSRmesh技术,CSR102x芯片组产品系列针对物联网中的特定应用进行了优化,包括无线遥控器,简单智能手表,家庭自动化解决方案和信号灯,其中平衡性能,电池寿命和价位至关重要。
CSR101x系列:包括CSR1010、CSR1011、CSR1012、CSR1013都是蓝牙4.1版本,支持蓝牙低功耗CSRmesh技术,具有集成微处理器和增强型内存的单芯片高通蓝牙低功耗无线电,可提供出色的应用灵活性。
2、德州仪器(TI)
总部:美国
官网:http://www.ti.com.cn/
主营:半导体开发设计制造、模拟电路部件制造、创新性数字信号处理研究制造、传感控制、教育产品和数字光源等。
蓝牙芯片产品:
CC2642R:蓝牙5.0版本。
CC2652R:蓝牙5.0版本,蓝牙,Zigbee,线程,2.4 GHz专有。
CC26x2R功能图:
CC2640R2F-Q1:符合汽车标准的SimpleLink低功耗蓝牙无线MCU,蓝牙5.0版本。
CC2640R2F:SimpleLink蓝牙低功耗无线MCU,蓝牙5.0版本。
CC2564C:采用mrQFN封装的双模蓝牙控制器,经典蓝牙,双模蓝牙,蓝牙4.2。
CC2640:针对蓝牙智能应用的SimpleLink超低功耗无线MCU,蓝牙4.2。
CC2540T:2.4GHz蓝牙低功耗无线MCU。
CC2541:无线MCU,蓝牙4.0。
CC2564:蓝牙Smart Ready控制器,智能RF收发器,蓝牙智能(蓝牙低功耗),经典蓝牙,双模蓝牙。
CC2540:具有USB的SimpleLink蓝牙智能无线MCU,蓝牙智能(蓝牙低功耗)。
CC2560:蓝牙Smart Ready控制器,智能RF收发器。
3、赛普拉斯Cypress(收购Broadcom无线业务)
总部:美国
官网:http://china.cypress.com/
蓝牙芯片产品:
CYW20706:蓝牙4.2 BR + EDR + BLE。
CYW20737:蓝牙4.1 BLE。
CYW20736:蓝牙4.1 BLE。
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4、Nordic
官网:http://www.nordicsemi.com/
主营:超低功耗(Ultra low power, ULP)射频(RF)专业厂商。
蓝牙芯片产品:
nRF52840:多协议蓝牙5.0 /蓝牙低功耗/ANT/802.15.4/2.4GHz RF SoC。
nRF52832:多协议蓝牙5.0/蓝牙低功耗/ ANT / 2.4GHz SoC。
nRF52810:多协议蓝牙5.0/蓝牙低功耗/ ANT / 2.4GHz SoC。
nRF51822:蓝牙低功耗和2.4GHz专有多协议SoC。
nRF51824:汽车级蓝牙低功耗SoC。
nRF51422:ANT和ANT /蓝牙低功耗多协议SoC。
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5、戴乐格半导体(Dialog)
总部:德国
官网:http://www.dialog-semiconductor.com/
主营:电源管理,音频,短距离无线技术,触摸,显示等。
蓝牙芯片产品:
DA14580被小米手环选用。DA14580是全球尺寸最小、功耗最低、集成度最高的蓝牙智能SoC。
6、创杰(ISSC)(被微芯收购)
总部:台湾
官网:http://www.issc-tech.com/
蓝牙芯片产品:
说明:微芯科技也有生产蓝牙模块。
7、炬力集成电路设计有限公司
总部:珠海
官网:http://www.actions-semi.com/
主营:个人便携多媒体SOC供应商。集成电路芯片包括VR一体机、平板电脑、智能机顶盒、蓝牙音箱、蓝牙运动耳机、WiFi音箱、智能儿童玩具等等。
蓝牙芯片产品:
ATS2829:蓝牙音频解决方案Soc,蓝牙4.2,并支持双模(BR/EDR + AMP + Low Energy Controllers)。
ATS2825:蓝牙音频解决方案Soc,蓝牙4.2,并支持双模(BR/EDR + AMP + Low Energy Controllers)。
ATS2823:蓝牙音频解决方案Soc,蓝牙4.2。
M-ATS2805BA:蓝牙V4.0双模模块。
ATS3503:集成蓝牙收发器、丰富功能的基带处理器和蓝牙音频文件。蓝牙控制器V4.2兼容4.1 / 4.0 / 2.1 + EDR。支持蓝牙双模(BR / EDR),BR / EDR和LE可同时连接。
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9、RDA
总部:上海
官网:http://www.rdamicro.com/
蓝牙芯片产品:
MCU蓝牙
RDA5851S:蓝牙2.1+EDR
RDA5856TE:蓝牙4.2+EDR
RDA5856LE:蓝牙4.2+EDR标准+BLE
RDA5856QE32:蓝牙4.2+EDR标准+BLE
RDA5871:蓝牙2.1
HCI蓝牙
RDA5875Y:蓝牙2.1+EDR
RDA5876:蓝牙2.1+EDR
RDA5876A:蓝牙2.1+EDR
10、安凯微电子
总部:广州
官网:http://www.anyka.com/
蓝牙芯片产品:
AK10D系列芯片:2017年12月28日,安凯微电子推出智能蓝牙5.0双模立体声音频芯片AK10D系列芯片及解决方案。目前,这款芯片已支持百度度秘语音助手平台。
11、卓荣集团
总部:香港
官网:http://www.buildwin.com.cn/
蓝牙芯片产品:
CW6690G:HIFI高端蓝牙音频主控芯片。内置高性能DSP和双模蓝牙,采用32bit RISC CPU+ DSP灵活高效架构。集成了高保真HIFI品质全格式解码与立体声模拟数字转换电路,以及高性能音频数字处理能力。广泛适用于各种高端音频设备产品。支持蓝牙4.0、蓝牙2.1+EDR双模蓝牙协议。
CW6676X:一系列高性能低功耗的BT+MP3的单芯片,集成了优越的模拟和数字外设,实现蓝牙音乐的播放、语音通讯及手机拍照控制等各种蓝牙应用。经典蓝牙4.2 ,向下兼容蓝牙3.0/2.1+EDR。
CW6611X:一系列高性能低功耗的BT+MP3的单芯片,集成了优越的模拟和数字外设,实现蓝牙音乐的播放、语音通讯及手机拍照控制等各种蓝牙应用。采用Bluetooth V4.2 classic规范,兼容蓝牙3.0及以下版本。
CW6687B/8B:为高性能低功耗的BT+MP3的蓝牙耳机专用芯片,支持蓝牙4.2技术规范;其中CW6687B/88B支持集成充电管理及回音消除功能,适用于定制更高性能的耳机方案。
12、MTK
总部:台湾
官网:https://www.mediatek.tw/
蓝牙芯片产品:
MT7622:作为全球首款蓝牙5.0规格的系统单芯片(SOC),主频为1.35GHz的64位双核ARM Cortex-A53处理器。MT7622内建联发科技独家Wi-Fi网络加速器技术,实现优质的网络连接体验。另外,MT7622支持主流必备的音频接口,包括I2S、TDM 和S/PDIF。另外,该芯片除了同时整合Wi-Fi、蓝牙和Zigbee,还提供了一系列丰富的慢速输入/输出端口,以满足家用自动网关的技术需求。
13、络达科技股份有限公司
总部:台湾
官网:http://www.airoha.com/
主营:国内IC 设计领导厂商, 致力于开发无线通信的高度集成电路,为客户提供高性能、低成本的各式射频/混合信号集成电路元件及完整的蓝牙/蓝牙低功耗系统单晶片解决方案。产品主要包括手机功率放大器(PA)、射频开关(T/R Switch)、低噪声功率放大器(LNA)、数位电视与机顶盒卫星(DVB-S/S2)调谐器,WiFi射频收发器和蓝牙系统单晶片。目前络达的产品已广泛使用在各式手机、数位电视与机顶盒、蓝牙输入控制、音讯周边设备及穿戴式产品。
蓝牙芯片产品:
AB1526:一款先进的单芯片解决方案,集成了用于高密度音频应用的基带和收音机。AB1526支持蓝牙4.2双模认证,它内嵌串行闪存,更灵活的客户软件升级和支持第三方软件移植。
14、山景集成电路
总部:上海
官网:http://www.mvsilicon.com/
蓝牙芯片产品:
BM5064型号芯片仅用于特定蓝牙模组生产使用,芯片不单独销售。
15、珠海市杰理科技有限公司
总部:珠海
官网:http://www.zh-jieli.com/
主营:主要从事工业控制、健康检测、物联网、智能家居、多媒体SOC芯片的研发。
蓝牙芯片产品:
AC410N:AC410N系列是一款蓝牙音响系列芯片,具有96KB SRAM的低功耗,高性能微处理器,集成了32位RISC CPU和丰富的外围电路。这个系列的特点事但芯片,推出的目的是为了低功耗应用,蓝牙版本为2.0+EDR。
16、上海博通
总部:上海
官网:http://www.bekencorp.com/
蓝牙芯片产品:
BK3431:是一款高度集成的蓝牙4.0低功耗单模设备。它集成了高性能RF收发器,基带,ARM内核微处理器,丰富的功能外设单元,可编程协议和配置文件,以支持BLE应用。闪存程序存储器使其适用于定制应用程序。
BK3231:是一款高度集成的单芯片Bluetooth3.0HID器件。它集成了高性能收发器,丰富的功能基带处理器和蓝牙HID配置文件。FLASH程序存储器使其适用于定制应用程序,也可用于其他蓝牙应用程序,如SPP控制器。
BK3260:是一款蓝牙4.0双模音频设备,集成了14443-A NFC卡。它集成了RF收发器,功能丰富的基带处理器,FLASH存储器控制器,多个模拟和数字外设以及包括音频和免提配置文件的蓝牙软件堆栈。
BK3254:是高度集成的单芯片蓝牙4.1多媒体设备。它集成了蓝牙收发器,FM接收器,SD卡接口,USB OTG和高性能音频外设。基于BK3254缓存的架构使其可以在任何应用中完全编程,可用于控制和多媒体混合应用。
BK8000:是一颗高集成度的蓝牙2.1+EDR音频单芯片。该芯片集成了高性能蓝牙收发器、多功能基带处理器和蓝牙音频协议。
BK3252:是一颗高集成度的单芯片蓝牙2.1+EDR多媒体器件。该芯片集成了蓝牙收发器、FM接收器和高性能音频外设。
BK8002:是一颗高集成度的单芯片蓝牙2.1+EDR多媒体器件。该芯片集成了蓝牙收发器、FM接收器和高性能音频外设。
BK8000L:是一颗高集成度的蓝牙2.1+EDR音频单芯片。该芯片集成了高性能蓝牙收发器、多功能基带处理器和蓝牙音频协议。
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17、上海巨微集成电路有限公司
总部:上海
官网:http://www.macrogiga.com/
主营:低功耗蓝牙芯片专家。
蓝牙芯片产品:
MG127、MG126、MS1591、MS1793等低功耗蓝牙数传芯片。
18、深圳市伦茨科技有限公司
总部:深圳
官网:http://www.lenzetech.com/
蓝牙芯片产品:
ST17H26ES16、ST17H30ET24、ST17H29ES16、ST17H38ET48:蓝牙4.2,应用在防丢器、智能灯/群控灯、电子秤、ibeacon、触摸游戏VR手柄/游戏手柄、智能锁、情趣用品以及其他智能家居物联网产品上。
ST17H25ET32:蓝牙4.2,应用手环、手表、蓝牙MESH灯/组网灯以及其他MESH组网应用。
19、泰凌微电子(上海)有限公司
主营:一家致力于研发高性能低功耗无线物联网SOC的中美合资公司。目前公司主要销售的芯片包括蓝牙低功耗,Zigbee,6LoWPAN/Thread,苹果HomeKit,和私有协议等低功耗2.4Ghz无线芯片以及高性能低功耗电容屏触控芯片,涉及的行业领域有智能照明,智能家居,可穿戴类,无线外设,无线玩具,工业控制,智慧城市等物联网和消费类电子相关产品。
官网:http://cn.telink-semi.com/
蓝牙芯片产品:
TLSR8263:低成本BLE + 2.4G双模式芯片
TLSR8267/TLSR8267F512:蓝牙4.2低功耗(BLE)芯片。
TLSR8266/TLSR8266F512:蓝牙 SoC,符合蓝牙4.0标准。
以上可看出蓝牙芯片原厂有CSR,TI,Broadcom,ISSC,Nordic,Dialog,RDA,炬力,Quintic,安凯,建荣,MTK,络达Airoha,山景,杰理,上海博通,巨微,伦茨,泰凌微等等。其中CSR, TI,Broadcom,ISSC这几家产品线最为齐全,从经典蓝牙,低功耗蓝牙,到蓝牙双模都有推出相应产品。Nordic主要是低功耗蓝牙为主,而RDA则是经典蓝牙为主。
经典蓝牙模块可考虑CSR,ISSC及RDA方案;
在纯音频方面国内也有很多高性价品牌,如建荣,山景,杰理等;
4.0蓝牙模块以TI,Nordic这两家居多,如深圳熙光技术就做Nordic蓝牙模块;
蓝牙双模模块则主要集中在CSR,TI,ISSC(创杰被美国微芯收购)这三家。
目前用的比较广泛的CSR 86xx系列的蓝牙模块构成:
1.蓝牙SOC(蓝牙芯片比如CS8635);
2.时钟晶振(一般是16MHz/26M/32MHz);
3.RF带通滤波器+ ANT(陶瓷天线或者是PCB天线);
4.SMPS功率电感(还有滤波电容);
5.扩展存储用EEPROM或是SPI FLASH;
6.PCB板(以上所有的元件都安装PCB板上,一般为4层板,板边一般开金属化半孔用来连接外围电路)
蓝牙模块按照一般的用途来分类的话可以简单的分3类:
1.语音,音频类SOC,一般用来做音箱,耳机类音讯产品。比如CSR8610,CS8635;
2.单纯的数据传输类SOC,一般用来传输近距离,小数据传输(也有人叫透传模块,BLE模块,低功耗模块等等),比如CSR1010,TI的CC2540/2541;可以用来配合传感器来做一些计步器,心率,血压,血氧含量等低功耗个人健康类设备(不能传输,也不带音频解码)。
3.语音与数据复合的SOC,可以同时传输语音,音频,数据,比如CSR8670,8675等。
还有一种分类方法:按照蓝牙芯片是否固化蓝牙协议来分:
1.ROM板,芯片支持的蓝牙协议在出厂时已经固化好了,比如CSR8635的蓝牙协议:
■ Bluetooth v4.0 specification support
■ A2DP v1.2
■ AVRCP v1.4
■ HFP v1.6
■ HSP v1.2
■ DI v1.3就支持以上蓝牙协议,所以8635只能用来做耳机,音箱,通话免提等音频设备。
2.FLASH版,无固化协议,需要自行在开发环境中自行选择&配置需要的蓝牙协议。比如CSR8670可以用来做各种奇奇怪怪的蓝牙设备,蓝牙心率,计步器,蓝牙温度级,蓝牙端口,蓝牙音箱,蓝牙耳机,蓝牙手表等等ROM芯片能做到的FLASH芯片都能做,ROM版芯片不能做到,FLASH也能做到。
目前生产蓝牙模块的厂家很多,如下:
注:排名无先后,仅供参考,如有遗漏错误之处请指正,电话400-0933-666,邮箱ittbank@ittbank.com。
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