Wi-Fi + Bluetooth Combo модулийн дизайн: Эзлэхүүн үйлдвэрлэхээс өмнөх 8 шийдвэр

Ихэнх Wi-Fi болон Bluetooth хосолсон модулиуд нь RF лабораторид бүтэлгүйтдэггүй. Тэдгээр нь интеграцид бүтэлгүйтдэг: Bluetooth-ийн төгсгөлийн цэгийг өлсгөдөг дундын автобус, металл хаалтанд хавчуулагдсан антенны дэвсгэр, асаалттай үед өндөр барьдаг оосрын зүү, эсвэл дахин урсах профайл нь нэг дамжуулалтаар хэт их ажилладаг. Энэхүү гарын авлага нь 2.4 GHz комбо модуль нь хуваарийн дагуу үйлдвэрлэлийн хэмжээнд хүрч чадах эсэхийг тодорхойлох найман шийдвэрийн дагуу явагдана. Хэмжсэн өгөгдөл нь Realtek RTL8723-ийн хоёр тээвэрлэлтийн модулиас ирдэг : USB-д суурилсан BL-R8723BT1 ( RTL8723BU-CG ) болон SDIO + UART BL-M8723CS1 ( RTL8723CS-CG ).

1. Мэдээллийн хуудасны гарчиг биш, хост интерфейсээс эхэл

Хоёр модуль хоёулаа IEEE 802.11b/g/n 1T1R-ийг 150 Mbps хүртэлх PHY хурдтай санал болгодог бөгөөд хоёулаа 20 МГц-ийн 13 суваг бүхий 2.4–2.4835 GHz-ийн ижил зурвасыг хамардаг. Чухамдаа юугаараа ялгаатай вэ, мөн таны схемийг юу шийддэг вэ гэвэл модуль нь хосттой хэрхэн ярьдаг вэ?

USB хувилбар нь WLAN болон Bluetooth-ийг нэг USB 2.0 холболтод суулгадаг. Энэ нь нэг хост порт, нэг дифференциал хос, идэвхжүүлэх хоёр дахь хянагч байхгүй гэсэн үг. Энэ хоёр функц нь нэг порт дээр амьдардаг бөгөөд тасалдал болон зурвасын өргөний төсвийг хуваалцдагт оршино. Зураасан камерт нэг кабелийн зохион байгуулалт нь ихэвчлэн хоёр давхар самбар ба дөрвөн давхар хавтангийн хоорондох ялгаа юм.

SDIO хувилбар нь хоёр функцийг ялгадаг: WLAN нь SDIO 2.0 дээр ажилладаг (ижил зүүг GSPI-тэй тохируулж болно), Bluetooth нь тоног төхөөрөмжийн урсгалын удирдлагатай бие даасан өндөр хурдны UART дээр ажилладаг. Юу ч хуваалцдаггүй тул Wi-Fi дамжуулах чадвар нь автобусны түвшинд Bluetooth траффиктэй өрсөлдөхгүй - гэхдээ танд хост SoC дээр нөөц SDIO болон UART нөөц, мөн модулийн ул мөр дээр ойролцоогоор 30 орчим зүү хэрэгтэй (14-ийн эсрэг 44).

Практик дүрэм: хэрэв таны SoC нь нөөц USB хост порттой бөгөөд үнэгүй SDIO хянагчгүй бол USB модулийг аваарай; хэрэв SDIO болон UART аль хэдийн эвдэрсэн бол SDIO модулийг аваад хоёр замыг бие даасан байлгаарай.

USB: хоёр функц нэг автобусыг хуваалцдаг. SDIO + UART: функц бүр өөрийн автобустай.

2. Бүтээгдэхүүнээ илгээдэг Bluetooth профайлыг сонгоно уу

Блютүүт бол хоёр модулиуд хамгийн их ялгаатай, техникийн үзүүлэлтүүдийг буруу уншдаг газар юм.

BL-R8723BT1 нь хос горимтой : Bluetooth Classic v2.1 + EDR, бага эрчим хүч v4.0-тэй, Сонгодог нь 1-р ангилалд, LE нь 1.5-д ажилладаг. BR/EDR болон LE-ийн хувьд хэмжсэн дамжуулах хүч нь ердийн 6 дБм (хамгийн ихдээ 8 дБм) бөгөөд BR/EDR хүлээн авах мэдрэмж нь 0.1% BER үед -90 дБм байна. Хэрэв таны бүтээгдэхүүн чанга яригч руу дуу дамжуулах, хуучин утасны дагалдах хэрэгсэлтэй хослуулах эсвэл SPP маягийн мэдээллийн суваг шаардлагатай бол энэ нь ашиглах хувилбар юм.

BL-M8723CS1 нь зөвхөн BLE-д зориулагдсан, Үндсэн үзүүлэлт v4.1, 1.5 анги, ердийн 3 дБм ба 6 дБм хамгийн их дамжуулах чадалтай ба -90 дБм ердийн LE хүлээн авах мэдрэмж нь PER-д 5% байна. Сонгодог стек болон аудио зам огт байхгүй. Энэ нь ажиллахад хязгаарлалт биш - энэ бол зардал, хүч чадал юм. Бэлтгэл, OTA триггер, мэдрэгч телеметр эсвэл утасны програмын статусын холбоос хийхэд BLE 4.1 хангалттай бөгөөд та хэзээ ч ашиглахгүй Сонгодог стекийн төлбөрийг төлөхөөс зайлсхийдэг.

Зөвхөн маркетингийн тоймоос Bluetooth функцийн багцыг бүү зааж өг. Хувилбарын мөрүүдийг баримт бичгийн хооронд хуулж авдаг; Баталгаажуулах албан ёсны техникийн баримт бичиг болон RF-ийн туршилтын өгөгдлийг авахын тулд манай багтай холбогдоно уу.

3. Эрчим хүчний модыг дундаж гүйдлийн биш харин оргил гүйдлийн ойролцоо төсөвлө

Хоёр модуль хоёулаа 3.3 В ± 0.2 В гол төмөр замаас ажилладаг. BL-R8723BT1 нь нэг төмөр замаас хамгийн ихдээ 400 мА татдаг; BL-M8723CS1 нь үндсэн төмөр зам дээр 450 мА хүртэл хүчдэлийг татаж, 3.3 В ± 0.2 В эсвэл 1.8 В ± 0.1 В байж болох тусдаа оролт/гаралтын зам (VDIO) нэмдэг. Тусдаа оролт/гаралтын төмөр зам нь үнэхээр хэрэгтэй: та 3.3 В-ын RF-ийн хангамжийг A1-ийн түвшинд тааруулахгүйгээр шууд дамжуулж болно. зургаан SDIO болон UART шугам.

Тодорхойлолтын дундаж биш харин дамжуулах оргилуудын төлөвлөгөө:

Эх сурвалж: албан ёсны модулийн техникийн баримт бичгийн одоогийн хэрэглээний хүснэгтийг хүсэлтээр авах боломжтой. Туршилтын заасан нөхцөлд утгууд нь ердийн / хамгийн их байдаг; RF-туршилтын тоо, хэрэглээний түвшний дундаж биш.

Эргэн тойронд дизайн хийх нь зүйтэй хоёр ажиглалт. Нэгдүгээрт, SDIO модуль нь 802.11b дамжуулалтад USB модулиас (328 мА-ийн эсрэг 255 мА оргил) мэдэгдэхүйц илүү татдаг, учир нь энэ нь бүх 11b хурдаар 17 дБм-ээр ажилладаг бол USB модуль нь хурднаас хамааран 15-17 дБм-т тохируулагдсан байдаг. Хоёрдугаарт, USB модуль нь хүлээн авахдаа 130-135 мА-д суудаг бөгөөд энэ нь SDIO модулийг бараг хоёр дахин ихэсгэдэг, учир нь USB дамжуулагч нь радио сонсох үед идэвхтэй хэвээр байна. Батерейгаар ажилладаг гар утасны хувьд энэ ялгаа нь академик биш юм.

Байршлын заавар: 47–100 μF бөөн конденсатор болон 10 μF нэмэх 0.1 μF хосыг VDD33-ийн хэдхэн мм-ийн зайд байрлуулж, 3.3 В тэжээлийг өөрийн ул мөр эсвэл хавтгай дээр байлгаж, салбарыг мотор, реле эсвэл арын гэрэлтүүлгийн драйвертай хэзээ ч бүү хуваалц. Хамтын төмөр зам дээрх 328 мА алхам нь зохион байгуулалтын алдаа мэт харагдах RF-ийн мэдрэмжгүй асуудал болж харагдах болно.

4. Антенны дэвсгэрийг самбар дээрх хамгийн эрсдэлтэй зүйл гэж үз

Аль ч модульд антен байхгүй. Аль аль нь гадаад антентай хагас цооногтой (зайлтлагдсан) дэвсгэрээр холбогдож, BL-R8723BT1-д 1.7 ердийн VSWR, хамгийн ихдээ 2.0, BL-M8723CS1-д хамгийн ихдээ 2.1 байхаар заасан. VSWR 2.0 нь нийлүүлсэн эрчим хүчний ойролцоогоор 11% -ийг тусгадаг; тааруухан тохируулсан антен нь 17 дБм дамжуулсан хүчийг мэдэгдэхүйц бага цацрагийн хүч болгон хувиргаж, хүрээг богиносгодог.

Практик шалгах хуудас:

• Антенны тэжээлийг хяналттай 50 Ом шугамаар, механик хийцээс хамааран богино, шонгүй, RF-ийн замд дамжуулагчгүй, хоёр талдаа газардуулгагүйгээр чиглүүлнэ.

• Антеныг зай, чанга яригчийн соронз, LCD уян хатан чанар болон газардуулсан металлаас хол байлга. Металл хаалтанд байрлуулсан 2.4 GHz антен нь ямар ч драйверын тохиргоог сэргээхээс илүү зайг алддаг.

• Хэрэв хаалт нь металл бол антенныг гаднаас нь хөдөлгөж, IPEX-ээс SMA-ийн гахайн сүүл ашиглана уу. Дараа нь холболтын төсвийг тооцоолохдоо кабель болон холбогчийн алдагдлыг тооцоорой.

• Сандал дээрх модулиар биш, харин бодит хашаагаар баталгаажуулна уу. Эцсийн хуванцар, батерей, кабелийн чиглүүлэлт бүхий цацрагийн туршилт нь цорын ганц чухал хэмжүүр юм.

Дамжуулж буй дамжуулах хүчийг хурдаар тохируулдаг тул үр дүнтэй цацрагийн гүйцэтгэл нь модулийн антеннаас ихээхэн хамаардаг. 802.11b ба 802.11g 6 Mbps дээр 17 dBm, EVM нь ашиглах боломжтой гаралтыг хязгаарладаг өндөр хүчин чадалтай MCS7 хурдаар 14–15 дБм байх ёстой:

Албан ёсны тодорхойлолтоос антенны дэвсгэр дээр цахилгаан дамжуулах. Лавлах мэдрэмж: BL-R8723BT1 дээр -92 dBm (11b 1 Mbps) ба -66 dBm (HT40 MCS7) ; дээр -93 дБм ба -66 дБм BL-M8723CS1 .

Тэжээлийг богино, металл, батерей, бамбай лаазнаас зайлуулна; антенн нь металл хашааны гадна байрлах үед холбоосын төсөвт pigtail алдагдлыг нэмнэ.

5. Хамтран оршихуйг найдвар болгон биш харин хэрэглүүр болгон зохио

2.4 GHz комбо модуль нь WLAN болон Bluetooth хооронд хуваалцсан нэг радиотой. Драйвер энэ хоёрын хооронд радиог хуваах бөгөөд энэ нь сайн ажилладаг боловч үнэгүй биш юм: нэгэн зэрэг ачааллын үед WLAN-ийн нийт нэвтрүүлэх чадвар буурч, Bluetooth хоцрогдол нэмэгддэг. Энэ нь энэ архитектурын хувьд хэвийн бөгөөд хүлээгдэж буй зан үйл бөгөөд согог биш юм.

Энэ талаар юу хийх вэ: замын хөдөлгөөний профайлыг эрт тодорхойлж, үүний эсрэг туршиж үзээрэй. Утас BLE-ээр ажиллаж байх үед 1080p-ээр дамжуулж буй IPC-ийн хувьд фрэймийн алдагдлыг нэг нэгээр нь биш хоёуланг нь ажиллуулж хэмжинэ. POS терминалын хувьд BLE сканнер холбогдсон үед төлбөрийн гүйлгээг шалгана уу. Хэрэв аудио нь бүтээгдэхүүний нэг хэсэг бол аудио холбоос болон WLAN сувгийн төлөвлөгөөг бие биенээ мэдэж байгаарай - 20 МГц-ийн өргөнтэй 1, 6, 11-р суваг нь HT40-ээс илүү зай үлдээдэг.

Програм хангамжийг ашиглахаас өмнө хоёр архитектурын сонголт нь асуудлыг багасгадаг: ашиглалтын нөхцөлийг зөвшөөрсөн тохиолдолд Сонгодог биш харин BLE-г ашиглах (богино, хуваарьтай холболтын үйл явдлууд), хэрэв механик загвар нь танд сонголт өгөх юм бол Wi-Fi болон Bluetooth антеннуудыг ижил байрлалд байрлуулахаас зайлсхий.

6. Зохицуулалт хөлдөхөөс өмнө удирдлага болон оосрын зүүг ав

Энд SDIO-д суурилсан загварууд ихэвчлэн дахин эргэлддэг. BL-M8723CS1 дээр хэд хэдэн тээглүүр нь хос функцтэй бөгөөд нэг нь асаалттай оосортой:

• CHIP_EN (зүү 35) нь VDD33 хүртэл 100 кОм-ын дотоод таталттай идэвхтэй-бага тохиргоо юм. Үүнийг хүртээмжтэй байлгах эсвэл асаахад тодорхой саатал бүхий хост GPIO-оос жолоодох; сэлгэн залгах төмөр замын ойролцоо хөвүүлж болохгүй.

• WL_DIS# (зүү 12) нь WLAN функцийг доош татаж, SDIO интерфэйсийг бага жолоодох үед идэвхгүй болгодог бөгөөд энэ нь хатуу радио унтарсан байдалд ашигтай байдаг. BT_DIS# (зүү 34) нь Bluetooth-д адилхан үйлчилдэг. Мэдээллийн хуудасны тугуудын харилцан үйлчлэлийг анхаарна уу: энэ нь хоёр тээглүүр идэвхгүй болсон үед чипийг бүхэлд нь дахин тохируулах төлөвийг тодорхойлдог тул тэдгээрийн аль нэгийг нь үүрд холбохын оронд эдгээр тээглүүрүүдийг хостоос зайлуул.

• GPIO1 (зүү 25) нь оосрын зүү бөгөөд дотооддоо 100 кОм-оор бага татагддаг бөгөөд асаалттай үед өндөр татах ёсгүй. Хэрэв таны хост энэ сүлжээг хөтөлж байгаа бол модулийг асаах хүртэл үүнийг Z өндөртэй байлгаарай. Энд түвшний шилжүүлэгч эсвэл гаднаас татах нь үе үе ачаалах алдааг үүсгэдэг бөгөөд үүнийг илрүүлэхэд маш хэцүү байдаг.

• LPO (зүү 24) нь бага чадлын цагийг зөв тогтоохын тулд гадаад 32 кГц эсвэл RTC цагийг авах боломжтой; үүнийг GPIO6 болон өндөр хурдны UART RTS гаралттай хуваалцдаг тул аль функц хэрэгтэйгээ эртхэн шийдээрэй.

• 41-р зүү нь бусад газардуулгын тээглүүрүүдтэй дотооддоо холбогдсон тул ердийн үйл ажиллагаанд нөлөөлөхгүйгээр холболтгүй орхих эсвэл UART_CTS-д ашиглах боломжтой.

USB модуль нь илүү энгийн: 4-р зүү дээрх 32.768 кГц бага чадлын оролт, дээр нь алсаас сэрээхэд ашигладаг DEVICE_WAKE_HOST болон HOST_WAKE_DEVICE хос. Хэрэв таны бүтээгдэхүүн түр зогсоох үед хостын эхлүүлсэн сэрэлд тулгуурладаг бол хоёуланг нь холбож, драйверынхаа хүлээгдэж буй туйлшралыг баталгаажуулна уу.

Эхлээд rails, дараа нь CHIP_EN-г суллаж, дараа нь хост тоолохыг зөвшөөрнө үү. Асаалтаас хойш GPIO1 high-Z-г хадгал.

7. Ашиглалтын хүрээг өрөөнд биш харин хашаанд тааруулна

BL-M8723CS1 нь -20 ° C-аас + 70 ° C хүртэл; BL-R8723BT1 нь -10 ° C-аас + 70 ° C хүртэл байна. Хоёуланг нь 10-95% RH конденсацгүй байхаар тодорхойлсон. 10 °C-ийн ялгаа нь бусад тохиолдолд зөв сонголт хийх боломжгүй байдаг нэг үзүүлэлт юм: хүйтэн цаг уурын зах зээлд салхины шилэн дээр суурилуулсан камер нь -10 ° C-аас доош температурыг хардаг бөгөөд USB хувилбар нь тогтоосон хязгаараас хэтэрсэн байна - робот тоос сорогч эсвэл доторх POS терминал хэзээ ч болохгүй.

Дээд хязгаар нь адилхан хүндэтгэлтэй байх ёстой. Нарны шууд тусдаг битүүмжилсэн IP камер эсвэл ТВ-ийн доор байрлуулсан тоглуулагч нь орон нутгийн орчныг 40 хэмээс дээш халах чадвартай. Тасалгааны температурыг бус модуль дээрх агаарын температурыг хэмжиж, дулааны загвараа 70 ° C-ийн таазтай харьцуулж, үүнийг төлөвлөхөөс илүүтэйгээр хязгаарла.

8. Үйлдвэрлэл, хадгалалт, баталгаажуулалтын хамрах хүрээг түгжих

Тодорхойлолтод хожуу гарч ирж, гэнэтийн гайхшралыг төрүүлдэг гурван зүйл:

Дахин урсгах. Хоёр модулиуд нь дээд тал нь 250 ° C-ийн оргилыг зааж өгдөг бөгөөд хоёроос илүүгүй дахин урсдаг. Гурав дахь дамжуулалт нь самбарыг дахин боловсруулах эсвэл угсралтын хоёр дахь алхамыг нэмэхэд түгээмэл тохиолддог - техникийн үзүүлэлтээс гадуур байдаг бөгөөд алдааны горим нь туршилтын явцад биш сарын дараа ахиу RF эсвэл BLE холбоос болж харагдана.

Хадгалалт ба харьцах. BL-R8723BT1 нь -45 °C-аас +85 °C-ийн хадгалах хязгаар, вакуум савлагаанаас хойш 12 сарын хугацаа, уутыг онгойлгосны дараа 72 цагийн цонхыг тодорхойлдог. Хэрэв чийгшлийн үзүүлэлтийн өнгө өөрчлөгдсөн бол гагнахын өмнө нэг удаа 60 ° C-т 24 цагийн турш жигнэх хэрэгтэй. Хоёр модуль нь ESD-д мэдрэмтгий төхөөрөмж бөгөөд шугаман дээр ажиллах стандарт арга хэмжээ авах шаардлагатай.

Баталгаажуулалт. RF болон EMC хамрах хүрээ нь таны тээвэрлэж буй зах зээл болон хостын хашаанаас хамаарна - модулийн гэрчилгээ нь бэлэн бүтээгдэхүүнийг автоматаар хамрахгүй. Тодорхой загвар, зах зээлд зориулсан одоогийн туршилтын тайланг авахын тулд бидэнтэй холбоо барина уу, мөн тайланг үйлдвэрлэлд ашигласан программ хангамж, антенны тохиргоонд тохируулна уу. Дотоодын болон экспортын шаардлага өөр байж болно.

Хажуугийн сонголтын хүснэгт

Манай албан ёсны техникийн баримт бичгийн хураангуйг хүсэлтийн дагуу авах боломжтой.

Жолооч болон платформын хамрах хүрээ

Хоёр модуль нь Realtek цахиур дээр бүтээгдсэн бөгөөд Линукс болон Android-д зориулсан үйлдвэрлэгчийн драйверын дэмжлэгтэй бөгөөд энэ нь ихэнх IPC, POS болон цахилгаан хэрэгслийн загваруудыг нийлүүлдэг. USB хувилбар нь нэмэлт болон захын төхөөрөмж болон dongle загварын бүтээгдэхүүнүүдэд хэрэгтэй Windows-ийн дэмжлэгийг агуулдаг. Цөмийн хувилбар гаргахаасаа өмнө манай FAE-ийн багтай яг драйверийн багцыг баталгаажуулна уу - RF-ийн гүйцэтгэл биш жолоочийн бэлэн байдал нь ихэвчлэн хуваарийг хөдөлгөдөг.

Загвар зохион бүтээхээс өмнө болон дараа нь ямар дэмжлэг хүлээж болох вэ?

• Хүсэлтийн дагуу дээжийн стандарт модулиуд, түүнчлэн албан ёсны техникийн баримт бичиг, зүү тодорхойлолт, лавлагааны схемүүд.

• Самбарыг гаргахаас өмнө таны SDIO эсвэл USB чиглүүлэлт, антенны хамгаалалт болон тэжээлийн модны байршлын тойм.

• Аль ч чип дээр тусгай модулийг хөгжүүлэх: pin-out өөрчлөлт, ул мөрийн хэмжээг өөрчлөх, антенны сонголтууд (самбар дээрх керамик, IPEX холбогч, хагас дэвсгэр), програм хангамжийн параметрүүдийг тааруулах.

• Таны төлөвлөж буй гэрчилгээжүүлэх замын баримт бичгийн дэмжлэг.

Хэрэв таны төсөл архитектурын шатандаа байгаа бол манай RTL8723BU-CG болон RTL8723CS-CG платформын тойм нь чипийн түвшний ялгаа, масс үйлдвэрлэлийн хэрэглээний тохиолдол, захиалгат хөгжүүлэлтийн хамрах хүрээг хамардаг; нь 2.4 GHz Wi-Fi модулийн багц нь энэ ангийн бусад пин-тэй нийцтэй сонголтуудыг жагсаав.

Түгээмэл асуулт

Дараагийн алхам

Антенны байршил, хаалтны материал, хост интерфэйс, зорилтот үйл ажиллагааны хүрээ зэрэг бүдүүвч хуудас болон механик хязгаарлалтыг бидэнд илгээвэл манай програмын баг модулийн аль алинд нь тохирох үнэлгээ, түүний дотор таны зохион байгуулалтад шаардлагатай өөрчлөлтүүдийг оруулах болно. Дээж, мэдээллийн хуудас болон байршлын тоймыг хүсэх.

Энэ нийтлэл дэх бүх гүйцэтгэлийн өгөгдөл нь лавлагааны хувьд ердийн утгууд юм. Бүрэн техникийн баримт бичиг, туршилтын тайлан, дизайны нөөцийг хүсэлтийн дагуу авах боломжтой.