Dizajni i modulit të kombinuar Wi-Fi + Bluetooth: 8 vendime përpara prodhimit të vëllimit

Shumica e moduleve të kombinuara Wi-Fi dhe Bluetooth nuk dështojnë në laboratorin RF. Ata dështojnë në integrim: një autobus i përbashkët që ngordh pikën fundore të Bluetooth-it, një bllok antene i vendosur nën një kllapa metalike, një kunj rrip i mbajtur lart gjatë ndezjes ose një profil rikthimi që kalon një kalim shumë. Ky udhëzues përshkruan tetë vendimet që përcaktojnë nëse një modul i kombinuar 2,4 GHz arrin prodhimin e vëllimit sipas planit. Të dhënat e matura vijnë nga dy module të transportit Realtek RTL8723 : me bazë USB BL-R8723BT1 ( RTL8723BU-CG ) dhe SDIO + UART BL-M8723CS1 ( RTL8723CS-CG ).

1. Filloni me ndërfaqen e hostit, jo me titullin e fletës së të dhënave

Të dy modulet ofrojnë IEEE 802.11b/g/n 1T1R me një shpejtësi PHY deri në 150 Mbps dhe të dy mbulojnë të njëjtin brez 2.4–2.4835 GHz me 13 kanale në 20 MHz. Ajo që në të vërtetë ndryshon - dhe ajo që vendos skematikën tuaj - është se si moduli flet me hostin.

Versioni USB vendos WLAN dhe Bluetooth në një lidhje të përbashkët USB 2.0. Kjo do të thotë një port pritës, një grup çiftesh diferenciale dhe asnjë kontrollues të dytë për t'u aktivizuar. Kombinimi është se të dy funksionet jetojnë në të njëjtin port dhe ndajnë buxhetin e tij të ndërprerjes dhe gjerësisë së brezit. Në një kamerë dash, ajo rregullim me një kabllo është zakonisht ndryshimi midis një bordi me dy shtresa dhe një bordi me katër shtresa.

Versioni SDIO ndan dy funksionet: WLAN funksionon në SDIO 2.0 (të njëjtat kunja mund të konfigurohen si GSPI), ndërsa Bluetooth funksionon në një UART të pavarur me shpejtësi të lartë me kontroll të rrjedhës së harduerit. Asgjë nuk ndahet, kështu që xhiroja e Wi-Fi nuk po konkurron me trafikun Bluetooth në nivelin e autobusit – por ju nevojiten burime rezervë SDIO dhe UART në SoC pritës, plus afërsisht 30 kunja të tjera në gjurmën e modulit (44 kundrejt 14).

Një rregull praktik: nëse SoC-ja juaj ka një port rezervë pritës USB dhe nuk ka kontrollues SDIO falas, merrni modulin USB; nëse SDIO dhe një UART janë shpërthyer tashmë, merrni modulin SDIO dhe mbajini të pavarura dy shtigjet.

USB: dy funksione ndajnë një autobus. SDIO + UART: çdo funksion ka autobusin e vet.

2. Zgjidhni profilin Bluetooth që produkti juaj dërgohet në të vërtetë

Bluetooth është vendi ku të dy modulet ndryshojnë më shumë, dhe ku specifikimet lexohen më shpesh gabimisht.

BL-R8723BT1 është me modalitet të dyfishtë : Bluetooth Classic v2.1 + EDR së bashku me Low Energy v4.0, me Classic që funksionon në klasën 1 dhe LE në klasën 1.5. Fuqia e matur e transmetimit është 6 dBm tipike (maksimumi 8 dBm) për BR/EDR dhe LE njësoj, dhe ndjeshmëria e marrjes BR/EDR është -90 dBm në 0,1% BER. Nëse produkti juaj transmeton audio në një altoparlant, çiftohet me një aksesor telefoni të vjetër ose ka nevojë për një kanal të dhënash të stilit SPP, ky është varianti për t'u përdorur.

BL-M8723CS1 është vetëm BLE, Specifikimi Bërthamë v4.1, Klasa 1.5, me fuqi transmetimi tipike 3 dBm dhe fuqi maksimale 6 dBm, dhe ndjeshmëri LE tipike -90 dBm për marrjen me 5% PER. Nuk ka asnjë pirg klasik dhe asnjë shteg audio fare. Ky nuk është një kufizim për t'u punuar - është një vendim për koston dhe fuqinë. Për sigurimin, aktivizuesit OTA, telemetrinë e sensorëve ose një lidhje statusi në një aplikacion telefoni, mjafton BLE 4.1 dhe ju shmangni të paguani për një grup klasik që nuk do ta përdorni kurrë.

Mos specifikoni një grup funksionesh Bluetooth vetëm nga një përmbledhje e marketingut. Vargjet e versioneve kopjohen midis dokumenteve; kontaktoni ekipin tonë për të marrë dokumentin zyrtar të specifikimit dhe të dhënat e testit RF për vërtetim.

3. Buxhetoni pemën e energjisë rreth rrymës së pikut, jo rrymës mesatare

Të dy modulet funksionojnë nga një hekurudhë kryesore 3,3 V ± 0,2 V. BL-R8723BT1 tërheq një maksimum prej 400 mA nga ajo shina e vetme; BL-M8723CS1 tërheq deri në 450 mA në hekurudhën kryesore dhe shton një hekurudhë të veçantë I/O (VDIO) që mund të jetë ose 3,3 V ±0,2 V ose 1,8 V ±0,1 V. Hekurudha e veçantë I/O është vërtet e dobishme: mund të mbani një transmetues 3,3 V, pa furnizimin e jashtëm RF 1 në nivel a-C gjashtë linja SDIO dhe UART.

Planifikoni për majat e transmetimit, jo mesataret e specifikimeve:

Burimi: tabelat e konsumit aktual nga dokumentet zyrtare të specifikimeve të modulit, të disponueshme sipas kërkesës. Vlerat janë tipike / maksimale në kushtet e deklaruara të testit; Shifrat e testit RF, jo mesataret e nivelit të aplikimit.

Dy vëzhgime që ia vlen të hartohen. Së pari, moduli SDIO tërheq dukshëm më shumë në transmetimin 802.11b sesa moduli USB (328 mA kundrejt maksimumit 255 mA) sepse funksionon me 17 dBm në të gjitha shpejtësitë 11b, ndërsa moduli USB është i kalibruar në 15-17 dBm në varësi të shpejtësisë. Së dyti, moduli USB vendoset në 130–135 mA në marrjen, afërsisht dyfishin e modulit SDIO, sepse transmetuesi USB qëndron aktiv ndërsa radio dëgjon. Në një pajisje dore me bateri, ky ndryshim nuk është akademik.

Udhëzime për paraqitjen: vendosni një kondensator me shumicë 47–100 µF dhe një palë 10 µF plus 0,1 µF brenda disa milimetrave të VDD33, mbajeni furnizimin 3,3 V në gjurmën ose planin e vet dhe mos e ndani kurrë degën me motorët, reletë ose drejtuesin e dritës së prapme. Një hap 328 mA në një hekurudhë të përbashkët do të shfaqet si një problem me densitet RF që duket si një defekt i paraqitjes.

4. Trajtojeni bllokun e antenës si artikullin me rrezikshmëri më të lartë në tabelë

Asnjë modul nuk përfshin një antenë. Të dyja lidhen me një antenë të jashtme përmes një jastëku me gjysmë vrima (kastella), me një VSWR të specifikuar prej 1.7 tipike dhe maksimum 2.0 për BL-R8723BT1, maksimum 2.1 për BL-M8723CS1. Një VSWR prej 2.0 tashmë pasqyron afërsisht 11% të fuqisë së dhënë; një antenë e akorduar dobët kthen 17 dBm fuqi të përçuar në fuqi dukshëm më pak të rrezatimit dhe shkurton rrezen.

Lista e kontrollit praktik:

• Drejtoni furnizimin e antenës si një linjë e kontrolluar 50 Ω, aq e shkurtër sa e lejon dizajni mekanik, pa cungë, pa viza në shtegun RF dhe qepje në tokë përgjatë të dy anëve.

• Mbajeni antenën larg baterisë, magnetit të altoparlantit, fleksit LCD dhe çdo metali të tokëzuar. Një antenë 2,4 GHz e vendosur në një kllapë metalike humbet më shumë rreze sesa mund të rikuperojë çdo cilësim drejtuesi.

• Nëse mbyllja është metalike, zhvendoseni antenën jashtë saj dhe përdorni një bisht IPEX-to-SMA — më pas llogarisni humbjen e kabllit dhe lidhësit kur llogaritni buxhetin e lidhjes.

• Vërtetoni me mbylljen aktuale, jo me modulin në një stol. Testimi i rrezatuar me plastikën përfundimtare, kalimi i baterisë dhe kabllove është matja e vetme që ka rëndësi.

Fuqia e transmetuar e përçuar është e kalibruar sipas shpejtësisë, kështu që performanca efektive e rrezatimit varet nga antena po aq sa nga moduli. Prisni 17 dBm në 802.11b dhe 802.11g 6 Mbps, dhe 14–15 dBm në normat e përçueshmërisë së lartë MCS7 ku EVM kufizon daljen e përdorshme:

Transmetoni fuqinë në bllokun e antenës, nga specifikimi zyrtar. Ndjeshmëria për referencë: -92 dBm (11b 1 Mbps) dhe -66 dBm (HT40 MCS7) në BL-R8723BT1 ; -93 dBm dhe -66 dBm në BL-M8723CS1.

Mbajeni ushqimin të shkurtër dhe pa kanaçe metalike, baterie dhe mburojëje; shtoni humbjen e bishtit në buxhetin e lidhjes kur antena qëndron jashtë një mbylljeje metalike.

5. Dizajnoni bashkëjetesën në aplikacion, jo në shpresë

Një modul i kombinuar 2,4 GHz ka një radio të përbashkët midis WLAN dhe Bluetooth. Drejtuesi e ndan radion ndërmjet të dyjave, e cila funksionon mirë, por nuk është e lirë: nën ngarkesë të njëkohshme, xhiroja e përgjithshme e WLAN bie dhe vonesa e Bluetooth rritet. Kjo është sjellje normale dhe e pritshme për këtë arkitekturë, jo një defekt.

Çfarë duhet të bëni në lidhje me të: përcaktoni profilin e trafikut në fillim dhe provoni kundër tij. Për një IPC që transmeton 1080p ndërsa një telefon ofron mbi BLE, matni humbjen e kornizës me të dy funksionet, jo një nga një. Për një terminal POS, testoni një transaksion pagese ndërsa është i lidhur një skaner BLE. Nëse audio është pjesë e produktit, mbani të ndërgjegjshëm lidhjen audio dhe planin e kanalit WLAN - kanalet 1, 6 dhe 11 me gjerësi 20 MHz lënë më shumë hapësirë ​​se HT40.

Dy zgjedhje të arkitekturës e zvogëlojnë problemin përpara se të përfshihet firmueri: përdorni BLE në vend të Classic ku e lejon rasti i përdorimit (ngjarjet e lidhjes më të shkurtra dhe të planifikuara) dhe shmangni vendosjen e antenave Wi-Fi dhe Bluetooth në të njëjtën mbajtëse nëse dizajni mekanik ju jep një zgjedhje.

6. Merrni kunjat e kontrollit dhe rripit menjëherë përpara ngrirjes së paraqitjes

Kjo është ajo ku modelet e bazuara në SDIO ri-tjerrohen më shpesh. Në BL-M8723CS1, disa kunja kanë funksione të dyfishta dhe njëra ka një rrip ndezës:

• CHIP_EN (pin 35) është një rivendosje aktive-të ulët me një tërheqje të brendshme 100 kΩ në VDD33. Lëreni të aksesueshëm ose drejtojeni nga një GPIO pritës me një vonesë të caktuar të ndezjes; mos e lini të notojë pranë një hekurudhe komutimi.

• WL_DIS# (pin 12) tërheq funksionin WLAN poshtë dhe çaktivizon ndërfaqen SDIO kur drejtohet në nivele të ulëta — i dobishëm për një gjendje të fortë të fikjes së radios. BT_DIS# (pin 34) bën të njëjtën gjë për Bluetooth. Vini re ndërveprimin me flamujt e fletës së të dhënave: ai përshkruan gjithashtu një gjendje të rivendosjes së çipit të plotë kur të dy kunjat janë të pazituara, kështu që nxirrni këto kunja nga hosti në vend që të lidhni njërën prej tyre përgjithmonë.

• GPIO1 (pin 25) është një kunj rripi, i tërhequr nga brenda me 100 kΩ dhe nuk duhet të tërhiqet lart gjatë ndezjes. Nëse hosti juaj e drejton këtë rrjetë, mbajeni në të lartë Z derisa moduli të jetë nisur - një ndërrues i nivelit ose një tërheqje e jashtme këtu do të prodhojë një dështim të ndërprerë të nisjes që është shumë e vështirë të gjurmohet.

• LPO (pin 24) mund të marrë një orë të jashtme 32 kHz ose RTC për kohën e saktë me fuqi të ulët; ndahet me GPIO6 dhe daljen UART RTS me shpejtësi të lartë, ndaj vendosni herët se cili funksion ju nevojitet.

• Pini 41 është i lidhur së brendshmi me kunjat e tjera të tokëzimit, kështu që mund të lihet i palidhur ose të përdoret për UART_CTS në qarkun tuaj të aplikacionit pa ndikuar në funksionimin normal — i dobishëm kur një gjurmë 44-pinash duhet të përshtatet me një grup ekzistues tabelash.

Moduli USB është më i thjeshtë: një hyrje e orës me fuqi të ulët 32,768 kHz në pinin 4, plus çiftin DEVICE_WAKE_HOST dhe HOST_WAKE_DEVICE të përdorur për zgjimin në distancë. Nëse produkti juaj mbështetet në zgjimin e inicuar nga hosti nga pezullimi, lidhni të dyja dhe konfirmoni polaritetin e pritur nga drejtuesi juaj.

Rails fillimisht, më pas lësho CHIP_EN, më pas lëre hostin të numërojë. Mbajeni GPIO1 high-Z përmes ndezjes.

7. Përputhni diapazonin e funksionimit me mbylljen, jo me dhomën

BL-M8723CS1 vlerësohet -20 °C deri +70 °C; BL-R8723BT1 vlerësohet -10 °C deri +70 °C. Të dyja janë të specifikuara për 10-95% RH jokondensuese. Diferenca 10 °C është i vetmi specifikim që më së shpeshti skualifikon një zgjedhje ndryshe të saktë: një kamerë e montuar në xhamin e përparmë në një treg me klimë të ftohtë do të shohë temperatura nën -10 °C dhe varianti USB është jashtë gamës së tij të vlerësuar atje - një vakum robotik ose një terminal POS i brendshëm nuk do të ketë kurrë.

Kufiri i sipërm meriton respekt të barabartë. Një strehë e mbyllur e kamerës IP në rrezet e diellit direkte, ose një set-top box i vendosur nën një televizor, mund të shtyjë ambientin lokal mbi 40 °C. Matni temperaturën e ajrit në modul, jo temperaturën e dhomës dhe zvogëloni modelin tuaj termik kundrejt tavanit 70 °C me diferencë në vend që të dizajnoni sipas tij.

8. Mbyllni objektin e prodhimit, ruajtjes dhe certifikimit

Tre artikuj që shfaqen vonë në specifikim dhe shkaktojnë surpriza të vonshme:

Rrjedhje. Të dy modulet përcaktojnë një maksimum prej 250 °C dhe jo më shumë se dy kalime rikthimi. Një kalim i tretë - i zakonshëm kur një tabelë ripunohet ose shtohet një hap i dytë montimi - është jashtë specifikimit dhe mënyra e dështimit shfaqet si një lidhje margjinale RF ose BLE muaj më vonë, jo në provë.

Magazinimi dhe trajtimi. BL-R8723BT1 përcakton një interval magazinimi -45 °C deri në +85 °C, një dritare 12-mujore nga paketimi me vakum dhe një dritare 72-orëshe pas hapjes së qeses. Nëse treguesi i lagështisë ka ndryshuar ngjyrë, piqni në 60 °C për 24 orë një herë para bashkimit. Të dy modulet janë pajisje të ndjeshme ndaj ESD dhe kanë nevojë për masa paraprake standarde të trajtimit në linjë.

Certifikimi. Shtrirja e RF dhe EMC varet nga tregu në të cilin dërgoni dhe nga mbyllja e pritës - një certifikatë moduli nuk mbulon automatikisht një produkt të përfunduar. Na kontaktoni për të marrë raportet aktuale të provës për modelin dhe tregun specifik, dhe për ta përshtatur raportin me konfigurimin e saktë të firmuerit dhe antenës të përdorur në prodhim. Kërkesat e brendshme dhe ato të eksportit mund të ndryshojnë.

Tabela e përzgjedhjes krah për krah

Përmbledhje nga dokumentet tona zyrtare të specifikimeve, të disponueshme sipas kërkesës.

Mbulimi i shoferit dhe platformës

Të dy modulet janë ndërtuar në silikon Realtek me mbështetje për drejtuesit e shitësve për Linux dhe Android, gjë që është ajo që shumica e modeleve IPC, POS dhe pajisjesh dërgojnë në të vërtetë. Varianti USB mbart gjithashtu mbështetje për Windows, e dobishme për produktet periferike dhe të stilit dongle. Përpara se të kryeni një version të kernelit, konfirmoni paketën e saktë të drejtuesit me ekipin tonë FAE - gatishmëria e shoferit, jo performanca RF, është zakonisht ajo që lëviz një plan.

Çfarë mbështetje mund të prisni para dhe pas fitores së dizajnit

• Modulet standarde në sasi të mostrës, plus dokumentet zyrtare të specifikimeve, përkufizimet e pineve dhe skemat e referencës sipas kërkesës.

• Një rishikim i strukturës së drejtimit tuaj SDIO ose USB, mbajtjes së antenës dhe pemës së energjisë përpara se të lëshoni tabelën.

• Zhvillimi i personalizuar i modulit në cilindo çip: modifikimi i pin-out, ndryshimi i madhësisë së gjurmës, opsionet e antenës (qeramika në bord, lidhësi IPEX, gjysmë-jastëk) dhe akordimi i parametrave të firmuerit.

• Mbështetje dokumentacioni për rrugën e certifikimit që po planifikoni.

Nëse projekti juaj është ende në fazën e arkitekturës, tonë Përmbledhja e platformës RTL8723BU-CG dhe RTL8723CS-CG mbulon dallimet në nivelin e çipit, rastet e aplikimit të prodhimit masiv dhe shtrirjen e zhvillimit me porosi; të Portofoli i modulit Wi-Fi 2,4 GHz liston opsionet e tjera të pajtueshme me pin në këtë klasë.

FAQ

Hapi tjetër

Na dërgoni faqen tuaj skematike dhe kufizimet mekanike - vendndodhjen e antenës, materialin e mbylljes, ndërfaqen e hostit dhe diapazonin e funksionimit të synuar - dhe ekipi ynë i aplikacionit do të kthejë një vlerësim të përshtatshëm për secilin modul, duke përfshirë ndryshimet në nivelin e pinit të nevojshëm për paraqitjen tuaj. Kërkoni mostra, fletë të dhënash dhe një rishikim të paraqitjes.

Të gjitha të dhënat e performancës në këtë artikull janë vlera tipike për referencë. Dokumentet e specifikimeve të plota, raportet e testimit dhe burimet e projektimit janë në dispozicion sipas kërkesës.