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技术专题
蓝牙5.1 SoC与模块：哪种最适合您的设计？
蓝牙5.1 SoC与模块：哪种最适合您的设计？
自从蓝牙5.1发行以来，蓝牙中可(kě)用(yòng)的功能(néng)列表才稍長(cháng)一点。组件制造商(shāng)通过将无線(xiàn)通信与用(yòng)于嵌入式处理(lǐ)的MCU集成在一起，将这种移动技术带入了IoT设备的新(xīn)高度。这只是不断推动将更多(duō)功能(néng)整合到更小(xiǎo)的占地面积中的又(yòu)一步。
如果要将Bluetooth 5.1 SoC集成到您的新(xīn)产品中，则有(yǒu)两个主要选项可(kě)用(yòng)于将该组件集成到電(diàn)路板上。首先是作為(wèi)SoC像其他(tā)任何组件一样安装到您的板上。另一个选择是将模块带到您的新(xīn)板上，直接放在表面层上。这是您需要了解下一个物(wù)联网产品中的蓝牙5.1 SoC或模块的信息。
蓝牙5.1 SoC中的功能(néng)
蓝牙5.1 SoC通常以平面封装或BGA组件的形式表面安装到板上。市场上的SoC将具有(yǒu)相当高的CPU速度和收发器功能(néng)的MCU集成到单个芯片中。这些IC倾向于提供高GPIO数量，PWM或模拟输出，以及具有(yǒu)高位深度和采样率的ADC。这些SoC成本低廉，并提供大量功能(néng)，这些功能(néng)以前仅限于单独的IC。
蓝牙5.1模块提供了相同的功能(néng)，但它们被放置在印刷電(diàn)路板旁的主板上。当前的顶级制造商(shāng)已经為(wèi)自己的组件发布了这些模块，因此无论采用(yòng)哪种路線(xiàn)，您都将获得相同的功能(néng)集。放置模块可(kě)提供很(hěn)好的集成封装，并且通常使用(yòng)板载振荡器，尽管占位面积和外形比SoC大，但可(kě)以减少您的设计时间。两个系统的总组件数可(kě)能(néng)相同，真正的區(qū)别在于产品的总厚度，而不是系统所覆盖的面积。
可(kě)以使用(yòng)Bluetooth 5.1 SoC或模块访问的一些示例功能(néng)包括：
到达角（AoA）和偏离角（AoD）检测
更快的速度（包括开销在内的短距离约為(wèi)2 Mbps）
射程更遠(yuǎn)（视線(xiàn)200 m）
更大的消息容量（255字节，包括开销）
网状网络模型和功能(néng)
使用(yòng)系统噪声作為(wèi)熵的用(yòng)于随机数生成的集成引擎
我看过的Bluetooth 5.1 SoC包括一个集成的DC-DC转换器，该转换器进一步减少了组件数量和占地面积。您的主要考虑因素是所需的電(diàn)路板配置文(wén)件以及是否需要设计定制電(diàn)路板。如果您要采用(yòng)柔性線(xiàn)路，那么您将需要使用(yòng)SoC创建自己的電(diàn)路板，因為(wèi)当前市场上的模块是刚性的。
使用(yòng)蓝牙5.1模块
模块可(kě)能(néng)有(yǒu)点笨重，需要连接到现有(yǒu)電(diàn)路板的表面层，但这是将蓝牙5.1功能(néng)引入新(xīn)产品的好方法，而不必担心新(xīn)产品的信号完整性和天線(xiàn)设计方面的问题。木(mù)板。这些模块通常直接在板上包含集成的印刷天線(xiàn)。他(tā)们还将使用(yòng)标准的蓝牙5.1 SoC。
这些板的布局准则非常简单。这些模块是表面安装的，尽管某些较便宜的模块可(kě)以通过插头连接。当您将模拟信号发送到天線(xiàn)并从電(diàn)路板传输出去时，应将天線(xiàn)部分(fēn)放在主板边缘附近，以防止干扰其他(tā)组件。只要您不使用(yòng)2.4 GHz以上的超快速数字信号或模拟，就可(kě)以使用(yòng)标准去耦/旁路電(diàn)容器為(wèi)其他(tā)组件提供足够的去耦。小(xiǎo)心规划電(diàn)路板其余部分(fēn)的返回路径，以防止任何数字信号干扰模拟部分(fēn)。
主机板的堆叠至少应為(wèi)4层，且信号应至少路由到1个内部层。通常将接地平面指定為(wèi)位于表面层上，以為(wèi)印刷天線(xiàn)提供图像平面。上面显示的示例堆栈允许将组件放置在背面，同时仍提供额外的布線(xiàn)层。接地层还為(wèi)这些组件提供了一定的屏蔽。或者，您可(kě)以将所有(yǒu)组件放在顶层，尽管您需要為(wèi)模块上的天線(xiàn)區(qū)域提供足够的间隙。
先进的PCB设计功能(néng)和制造商(shāng)的部分(fēn)搜索工具中的Altium Designer ®使其易于蓝牙5.1的SoC或模块添加到您的新(xīn)的物(wù)联网设备。您可(kě)以通过简单的零件搜索快速找到所需的零件，并且可(kě)以立即将它们导入原理(lǐ)图和布局中。您还可(kě)以访问计划在单个平台上组装和生产下一个产品所需的功能(néng)。