Выбор между модулем Bluetooth LE и системой на кристалле (SoC) является важным, но трудным решением при проектировании устройства Bluetooth . Каждый вариант имеет свой набор преимуществ и недостатков, поэтому необходимо тщательно взвесить производительность, функции и затраты.

Будучи опытным экспертом в области технологий Bluetooth, RF - star стремится упростить процесс принятия решений , предоставляя углубленное сравнение наборов микросхем Bluetooth и модулей . Это руководство поможет вам сделать лучший выбор с учетом объема вашего производства , технических знаний , бюджета и времени выхода на рынок.

Что такое Bluetooth SoC ?

Система -на-кристалле Bluetooth (SoC) — это интегральная схема (ИС) , которая обеспечивает связь Bluetooth внутри устройства. Обычно он включает в себя базовый процессор, радиочастотный приемопередатчик, память и вспомогательные схемы. SoC служит сердцем связи Bluetooth, управляя передачей и обработкой данных .

Что такое модуль Bluetooth?

Напротив, модуль Bluetooth LE представляет собой предварительно сертифицированное устройство, которое действует как комплексное и маломощное коммуникационное решение Bluetooth . Он объединяет Bluetooth LE SoC с дополнительными компонентами, такими как радиочастотные схемы, кварцевые генераторы, схемы согласования антенн, антенны, балун и периферийные интерфейсы на печатной плате ( PCB ) . Модуль представляет собой предварительно упакованное решение «подключи и работай», которое значительно упрощает разработку продукта , позволяя разработчикам сосредоточиться на функциональности продукта более высокого уровня, не беспокоясь о базовой радиочастотной конструкции.

Образцы модулей TI CC2340 SoC и RF-star RF-BM-2340B1

Модуль Bluetooth LE против SoC : подробное сравнение

Мы будем использовать следующие ключевые показатели для сравнения различий между модулем Bluetooth LE и SoC:

• Функция
• Простота использования
• Приложение
• Расходы

1. Функциональные различия

Bluetooth SoC обеспечивает основные функции для связи Bluetooth, но требует дополнительных периферийных компонентов для создания полностью работоспособной системы. Разработчики, выбирающие SoC, должны спроектировать и внедрить необходимую радиочастотную схему, систему управления питанием и встроенное программное обеспечение.

Такой уровень настройки полезен в ситуациях, когда необходимо точно настроить форм-фактор продукта, энергопотребление и производительность. Однако это также означает, что цикл разработки будет более длительным, и для проекта может потребоваться команда, обладающая специальными знаниями в области радиочастотного проектирования и разработки встроенного программного обеспечения.

И наоборот, модули Bluetooth поставляются со встроенной периферийной радиочастотной схемой и соответствующим встроенным программным обеспечением, таким как прошивка последовательного порта Bluetooth 5.0, прошивка прямого управления UART n , прошивка прозрачной передачи SPI и прошивка I2C. Разработчики могут использовать внешний MCU для прямого управления соединением Bluetooth , что значительно снижает рабочую нагрузку и сложность разработки продукта. Это позволяет разработчикам сосредоточиться на прикладном уровне и быстрее интегрировать Bluetooth-подключение в свои продукты.

Если вы знаете больше модулей последовательного порта Bluetooth, посетите блог «Общие протоколы последовательной связи: UART, SPI, I2C».

2. Простота использования

Модули Bluetooth Low Energy разработаны с учетом удобства использования. Они часто имеют стандартизированные аппаратные интерфейсы, такие как UART, SPI, I2C и GPIO, а также программные протоколы , что упрощает их интеграцию в различные системы .

Кроме того, модули Bluetooth LE обычно поставляются с обширной документацией, комплектами разработки и эталонными проектами, что еще больше упрощает процесс разработки. Многие модули также сопровождаются надежными стеками программного обеспечения, которые сразу же предоставляют необходимые профили и услуги Bluetooth. Это означает, что даже разработчики с ограниченным опытом использования Bluetooth смогут успешно интегрировать беспроводную связь в свои продукты.

Напротив, использование Bluetooth SoC требует большего технического опыта. Команда разработчиков должна иметь опыт проектирования радиочастотного оборудования и встроенного программного обеспечения. Это включает в себя создание радиочастотной схемы, выбор и размещение компонентов, оптимизацию мощности и обеспечение совместимости с Bluetooth. Хотя этот подход обеспечивает гибкость и потенциальную экономию средств при крупносерийном производстве, он требует больше времени, ресурсов и специальных знаний.

3. Приложение

Выбор между Bluetooth LE SoC и модулем во многом зависит от приложения. Модули Bluetooth идеально подходят для реализации беспроводной связи с минимальными усилиями, особенно при умеренных объемах производства, где удобство и сокращение времени разработки перевешивают более высокую стоимость единицы продукции.

Common applications for Bluetooth LE modules include smart home devices, such as smart plugs, light bulbs, and security cameras; smart medical devices, such as blood glucose monitors and digital thermometers; and industrial IoT devices, such as sensors and actuators that require reliable wireless communication.

Bluetooth SoCs, however, are better suited for applications that require high customization, integration, and scalability. They are often used in large production volumes, where cost savings from using SoCs are substantial.

Typical applications include high-performance consumer electronics, such as smartphones, tablets, and laptops; wearable devices, such as smartwatches and fitness trackers; and automotive applications, such as in-car entertainment systems and advanced driver-assistance systems (ADAS).

4. Cost

Cost is often a decisive factor in choosing between a Bluetooth SoC and a module. Bluetooth modules with pre-certified RF circuitry, an antenna, and a software stack may raise the cost of buying one. Its initial purchase cost sounds higher than SoC’s.

However, this higher cost should be weighed against the potential savings in development time and resources. When using a Bluetooth SoC, the following development-related expenses should be taken into consideration:

• RF design and engineering costs.
• Investment in lab equipment and infrastructure.
• PCB configuration and antenna selection expenses.
• Certification fees.

While SoC might have a lower initial cost, it can incur additional expenses during development.

For large-scale production, however, the higher upfront investment in development can lead to significant cost savings in the long run. According to an analysis by Silicon Labs, SoCs may offer a cost advantage over modules when annual production volumes exceed 500,000 to 1.3 million units. This makes SoCs an attractive option for high-volume products where reducing the bill of materials (BOM) cost is critical to maintaining profitability.

Break-even for a wireless SoC and wireless module. Source from Silicon Labs

Supply chain management is another crucial consideration when choosing between a Bluetooth chipset and a module.

With a Bluetooth LE module, you only need to manage the module vendor, who is responsible for ensuring the module's quality, availability, and compliance with industry standards.

Но при проектировании на основе SoC вам необходимо управлять несколькими поставщиками, включая поставщика SoC, производителя печатной платы, поставщика антенн и, возможно, других. У каждого из этих поставщиков могут быть разные сроки выполнения заказов, жизненные циклы продукции и процессы контроля качества, что усложняет управление цепочкой поставок и требует больше ресурсов.

Модуль Bluetooth LE и SoC: всестороннее сравнение

Модуль Bluetooth LE против SoC : полное руководство

Основываясь на приведенном выше сравнении, при выборе между Bluetooth SoC и модулем Bluetooth следует учитывать несколько ключевых факторов:

• Объем производства : для крупномасштабного производства использование Bluetooth LE SoC может быть более рентабельным.
• Техническая экспертиза. Если вашей команде не хватает опыта в проектировании и тестировании радиочастот , выбор модуля может быть лучшим выбором .
• Время вывода продукта на рынок. Если необходимо быстро вывести продукт на рынок, более подходящим может оказаться модуль .
• Соображения по бюджету: Крайне важно проанализировать как краткосрочную, так и долгосрочную экономическую эффективность.
• Управление цепочками поставок. Подумайте, есть ли у вас ресурсы для управления сложной цепочкой поставок.

Подводя итог, можно сказать, что и системы на кристалле Bluetooth , и модули имеют свои сильные и слабые стороны . Какой из них лучше? Это зависит от конкретного продукта, команды разработчиков , срочности запуска продукта, бюджета, объёма производства и прочего . Если в процессе принятия решения у вас возникнут вопросы, RF-star — ведущий поставщик решений Bluetooth LE как с модулями, так и с однокристальными системами — может предложить рекомендации по стоимости, графику и производительности продукта , чтобы помочь вам сделать лучший выбор.