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专题
2010/11/19 16:52

田丹:蓝牙低耗能技术芯片发展介绍

C114中国通信网  

11月18日,2010年中国无线世界暨物联网大会在京正式举行,C114中国通信网为本届会议的独家战略合作媒体,进行现场全程直播报道。

主持人:下面有请Inc.Atheros Communications Bluetooth总监田丹,他演讲的题目是《蓝牙低耗能技术芯片发展介绍》。

田丹:各位来宾,大家好。从LE现在发展的情况,可以看到它跟物联网会有一些关系,从一些短距离的无线通信技术来看,现在有Wi-Fi,有LE这样的技术进来,Wi-Fi有数据,也有一种控制。RFID只是ID,还有LE,不仅仅是数据传输,而且是控制。从各种短距离通信技术的定位来看,RFID功耗非常低,基本上可以做到不需要电源。ZB属于在低功耗之间的技术。LE和蓝牙3.0、4.0的技术,实际上是在2.1的基础上,它最重要的优势就是能够借助于蓝牙2.1在产业里成熟的渠道进行拓展。蓝牙比较擅长的地方就是能够保证互联互通性。在这里面可以看到,在2.1的基础上向高拓展是包括Wi-Fi,相机加入另外一种技术是LE。

LE方面,它的功耗和成本几乎跟2.1本身是一样的,它真正作为LE是在外设这边,在外设这边整个技术的架构设计使得它能够保证成本非常低,省电能力比较强。整体上技术看到的效果最终是可以保证是一个非常快速的连接,它的安全性比较好。从数据的重传机制,以及跟其他各种无线技术的兼容上比较好,而且数据的访问是可扩展的,能够使得数据格式非常容易向后容纳新的东西进来。最重要的,也是保证互联互通性。

从一些LE的基本概念来看,它是在2.4GHz这样的频段,采用的技术和蓝牙2.1基本一样,但是带宽和频道的跳频机制做了一些参数上的调整。从LE的设计本身,它是建立了这样一种操作机制,有广播和扫描的角色。广播是在37、38、39这样的广播通道上进行广播信息的发送,扫描是同样的三个通道进行扫描,这进一步提高了连接速度,缩减建立连接的时间,使得整体的省电降下来。是这样一个机制。在建立连接过程中,Initiator发起一个建立连接的信道,也是在广播通道上进行发起。连接一旦建成,就形成Master跟Slave这两种角色,这跟蓝牙2.1有相同的地方,但是不同的是4.0仍然是一个Star Network。LE本身之所以能够做到省电,关键一些机制是在于尽可能保证它是在连接断开,或者进入深入睡眠的状态,这是LE技术根本的所在。

从它上层的协议来看,有ATT和GATT,GATT用来传输比较小的数据,这适合像Attribute。ATT层面定义了client/server。GATT在ATT的上面,把ATT的数据进行打包形成service,整体是对LE建立一个基础架构,这个架构相比蓝牙2.1来说是非常简单,非常直接的。这个架构使得LE本身传输一个数据的过程非常快。从Profile的角度来看,最重要的是保持定义的简单。Services是在GATT的层面。现在已经快速在通过一些新的LE的Profile,还有电源的状态,还有软键盘,还有非常简单的一键操作。它比传统的蓝牙Profile定义进度会快很多,现在最新的应该在今年年底有大概六七个Profile会出来。LE还提供另外一个重要的事情,定义了标准的数据单位,这一点使得各种产品互联互通的时候,是在数据的层面上保证各个产品能够互通,跨国界,是利用国际的单位制度来定义这些数据的单位。

从整体LE的应用来看,它的架构一个是在Cloud这端,这属于后台的服务器和外部应用结合在一起的部分。另一部分是Central,这一端是像手机,像家庭的网关,这样一些接入设备,应该会具有IP的接入能力。从整个技术的发展路线图来看,第一个阶段属于芯片在开发的阶段,芯片包括双模芯片,也包括LEN类的芯片。第二阶段跟芯片一起的协议站的解决方案,第三个阶段是Peripherals的建设,然后是整体的应用,把它映射到网站上。LE的Dual Mode芯片在这种架构的基础上使得它能够同时跟传统的蓝牙设备进行连接,也能够和新的LEN类的设备进行连接。这里面很重要的包括一些平台,像手机、Mobile Phone这样的平台,还有像家庭里面的智能电视或者说TV机顶盒这样的东西,还有网关,像传统的Wi-Fi网关有可能会进一步拓展,还有像汽车车载这样的平台,都可以把LE的技术加入进去。通过这样一种整合,可以增加很多应用,像自动化,像摇控,像个人的网络,或者和身体相关的网络,像运动和健身这样一些领域,还有像可穿戴的设备,这些设备都可以介入。还有像安全管理、安全监测,还有帮助老人生活的设备。

以Mobile Phone为例的话,蓝牙在这里面的市场份额占据了70%以上,通过芯片和软件的自动平滑的升级,芯片之所以能够平滑升级,是因为新的LE和双模的芯片和传统芯片接口封装几乎是一致的。也就是说这些手机生产厂只要把芯片替换一下,软件做一些升级,就可以使用这种技术。它能够使得计算机或者手机能够跟自己的钥匙链绑定在一起,当它接近的时候,它会自动去解锁,当它分开的时候去发出一些报警或者把电脑进行加密。

像在健康或者是运动健身这样的一些领域,像体重的监测,像心跳的监测,这些都可以通过手机进行。向媒体的控制,可以通过手表控制手机的一些媒体播放,或者显示媒体播放的信息。也可以通过手机去接收或者拒绝一些来电,也可以看到一些短信的提示或者说甚至直接在手表上读短信。还有一些像电池的应用,或者是网络的应用,或者是时钟的同步,包括跨时区的自动同步,这些都可以使用。只要能够通过手机可以比较容易地把数据传到后台,这样的data都可以跟后台结合起来。我们可以看到,手机能够使个人的生活有一个非常好的提高,有一个很好的运用。从家庭电视的网关来看,这也是一个很好的接入点。像自动化,就是家庭电器的自动管理,像家庭里媒体的控制,包括家庭里电话的控制,还有像温度、湿度等等各种可以想象的数据都可以监测,都可以显示到上面。物联网的应用也同样可以在家庭网关上进行结合。

其实从LE技术本身的角度来说,LE本身是提供一个数据的通道,提供一个控制的通道,它的技术架构非常简单,真正的应用全部在上层。从数据的角度,我们如果举一个温度的例子来看,温度本身如果做一个原数据可以看到它直接可以显示在各个地方如果把时间,它的一些物理的地理位置和人体,和其他的一些设备,如果跟这些关联起来的话,我们可以看到有很多其他各种各样的应用会产生出来,像监控、控制、健康监测,这些应用它的发挥空间非常大。这些应用的组合会非常非常多,这些应用对LE平台的支持要求应该是比较灵活的。所以从平台的角度来讲,LE所需要的关系,开发的成本要低,开发效率和速度要快,维护的成本也要比较低。

从Industry来看,业界目前可以看到,在这些平台所能够支持的有很多设备,能够支持计算机、Phone、笔记本电脑、Vehicle等这种设备。进一步的话,Atheros还有4.0的,Atheros将会进一步投入。
    谢谢大家。

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