【选型】通过蓝牙SiP模块最小化IoT设计，产品竞争力加倍！

时间： 2019-07-15 来源：Silicon Labs

技术问答

如何通过SILICON LABS高集成、内建软件协议堆栈，并通过标准预认证的超小型蓝牙SiP模块来解决工程师正在面临的各种微型化物联网（IoT）智能设备的设计挑战？这里或许有答案。

小尺寸物联网设计关键考量
电子工程师正面临着几项挑战，包括将无线电发射器封装到空间有限的现有设备、以及建造日益增加的对更小设备的需求。物联网设计随尺寸缩小后，从天线集成到新封装选项、失谐和尺寸限制等问题都是设计人员必须考量的环节。

开发小尺寸物联网产品的重点：
• 关键在尺寸
• 制造进展和SoC
• 天线问题
• 外部天线和外壳
• SiP模块的潜力
• SiliconLabs蓝牙SiP模块

主要的物联网设备开发商都已经了解到，未来的产品研发重点将聚焦在“小尺寸”的设计上，以满足更多样化的应用环境和市场需求。在新的市场设计需求驱动下，包括半导体制程、天线设计、封装选项、和芯片设计架构都展开急遽的技术革新。举例来说，Silicon Labs新一代集成无线RF器件跟微控制器（MCU）的Wireless Gecko系列无线SoC，可以提供相当显著的尺寸和成本优势，有望成为推助小型化物联网设计的东风。

复杂的天线设计问题
即便无线SoC可以提供更小的PCB尺寸，并减少许多外设器件的需求，然而，天线的调试、适配和布局等仍然是影响最终产品尺寸的重要因素，需要大量的RF专业知识。这也导致一个问题，就是延宕了产品上市的时程。

典型的天线设计问题包括：
1）它应该占用多少空间？
2）您应该选择什么样的天线？
3）您应该使用已经集成的天线模块吗？

大多数PCB天线需要大量的空间才能获得需要的效能，这是造成产品尺寸变大的主要原因。在天线选择方面，设计人员也面临着两种类型的芯片天线的评估难题：
1）未耦合到GND平面的天线将需要相对较大的净空区域（或者没有接地，迹线和组件）。示例包括单极和倒F型天线。
2）耦合到GND平面的天线需要在天线下方具有相对小的间隙或根本不需要间隙。

许多开发商为了让产品提供优异、长距离的RF连接性能，而开始评估外部天线的设计，但是大多数厂商往往铩羽而归，原因在于外部天线必须考量很多因素，如产品外壳材质和密度等，其实并未增加整体的效率，同时还会增加BOM成本。

集成天线的蓝牙SiP模块
针对上述复杂的天线设计问题，Silicon Labs近期发布业界首款超小型蓝牙SiP模块──BGM12x Blue Gecko SiP模块系列产品，可以很好地解决小型化物联网设备开发的各种挑战。BGM12x内置芯片型天线，提供完整的低成本蓝牙连接且不影响性能，同时其采用小巧的6.5mm x 6.5mm封装，使得开发人员能够将PCB板面积（包括天线间隙）缩小至51mm²，从而实现IoT设计的小型化。

BGM12x Blue Gecko SiP模块基于Silicon Labs的Blue Gecko无线SoC，提供了一体化蓝牙连接解决方案，它包含ARM Cortex - M4处理器、高输出蓝牙功率放大器、高效率内置天线、外部天线选项、振荡器和无源器件，以及可靠安全的蓝牙4.2协议栈和一流的开发工具。BGM12x模块的高级别SiP集成方案使开发人员无需担忧RF系统工程、协议选择和天线设计的复杂性，使他们能够更专注于最终的应用设计。该模块尺寸极小，易于在重视空间的电池供电的应用中使用，包括那些低成本、双层PCB设计。BGM12x模块是预先认证的，可用于全球许多关键的市场，从而最大限度地降低开发成本，同时也大大减少了开发人员为兼容RF规范而做的工作。

BGM12x Blue Gecko模块主要特性：
1）最佳的SiP模块尺寸：6.5mm x 6.5mm x 1.5mm
2）集成具有出色RF性能（70%天线效率）的内置芯片型天线，或者连接到外部天线的RF焊盘选项
3）输出功率：+3dBm到+8dBm，支持范围从10米到200米
4）基于Silicon Labs的Blue Gecko SoC，集成2.4GHz收发器、40MHz ARM Cortex-M4处理器内核以及256KB闪存和32KB RAM
5）节能的蓝牙解决方案仅消耗9.0mA（峰值接收模式）和8.2mA @ 0dBm（峰值发射模式）
6）硬件加密加速器，支持高级AES、ECC和SHA算法
7）业界认可的Silicon Labs蓝牙4.2协议栈，及时的功能增强更新
8）全球RF认证，快速产品上市
9）易于使用的开发工具：Simplicity Studio、Energy Profiler、BGScript
10）全球应用工程团队支持

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全部评论（2）

好运常伴吾 Lv8. 研究员 2019-07-16

学习
独角兽 Lv9. 科学家 2018-11-14

不错

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