主流蓝牙BLE控制芯片详解：Dialog DA14580 蓝牙

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[导读] Dialog推出的号称全球功率最低、体积最小的SmartBond DA14580蓝牙智能系统级芯片（SoC），与竞争方案相比，该产品可将搭载应用的智能型手机配件，或计算机周边商品的电池巡航时间延长一倍。
关键词：DA14580蓝牙BLEDIALOG公司

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　　DA14580简介
　　Dialog推出的号称全球功率最低、体积最小的SmartBond DA14580蓝牙智能系统级芯片（SoC），与竞争方案相比，该产品可将搭载应用的智能型手机配件，或计算机周边商品的电池巡航时间延长一倍。该款芯片的设计目的是透过无线方式将键盘、鼠标或遥控器与平板计算机、笔记型计算机或智能电视户相连接；让消费者能够透过智能型手机和平板计算机上的各种创新应用，与手表、护腕或智能卷标建立连接，实现如“自我评测”健康和身体状况，和寻找遗失的钥匙等各种功能。
　　SmartBond是首款突破4mA无线收发电流极限的蓝牙智能解决方案，能够让设计人员将产品的电池续航时间延长一倍，或缩减所需电池的数量和大小。其独特的低功率架构的无线收发电流仅消耗3.8mA，比市场上其它蓝牙智能解决方案低50%，而且其深度睡眠模式的电流低于600nA。这表示在一个每秒发送20字节的产品中，一颗 225mAh纽扣电池可以让其持续运作4年5个月；与此相比，前几代蓝牙智能技术仅能维持2年时间。
　　DA14580拥有一个功率管理区块，内含一个DC-DC转换器以及所有必要的LDO，从而降低对外部组件以及总物料清单的需求。透过精准地打开和关闭每个芯片块的供电，Dialog能够将功耗降至最低。SmartBond的运作电压可降低至此前所未有的0.9V，从而实现使用一颗碱性电池或镍锰电池就能运作计算机或智能电视周边商品，而过去则需要两颗电池。这为设计人员敞开了通往无数新设计思路的大门，让他们能够开发出超紧密和新尺寸的产品，同时降低系统的总成本。能源采集技术，如采集到的光能或动能，也可以用于对支持系统运作的可充电电池进行充电。
　　DA14580内建一个32-bit ARM Cortex M0内核心，以及一个一次性可程序设计（OTP）内建在芯片上的闪存，它们可以提供极高的设计灵活性，无需外部处理器并可降低成本。Dialog已经开始与世界领先的无线模块制造商Murata合作开发小型模块，让那些RF系统知识较不足的塬始设计商能够将经过认证的解决方案迅速整合到他们的产品中。
　　功能框图

　　引脚图

　　碱性电池供电系统图（升压模式）

　　Lithium coin cell供电系统图（降压模式）

　　优势所在
　　电池续航时间最长
　　DA14580的收发电流仅为4.9 mA——比其它同类蓝牙智能解决方案低50%，也就是说，其电池续航时间延长了一倍。此外，DA14580的运行电压低至0.9V：是在完全自控系统中採集能源的最佳选择。
　　体型小巧
　　DA14580採用晶圆级晶片尺寸包装，最小尺寸仅为2.5 x 2.5 x 0.5毫米，只需5个外部元件，可採用一块硷性、镍锰或纽扣电池——让用户获得体积最小、最具特色的产品。
　　系统成本降至最低
　　DA14580的高集成度（包括一块嵌入式32位元MCU、记忆体和丰富的外设）确保最少的外部组件数量。结合集成的功耗管理器件和较小型电池的能力，这款产品将物料成本（（BoM）（降至最低，让您能够开发出低成本、高功能的系统。
　　简化的设计
　　作为 SmartBond™系列产品之一，DA14580的设计极其简单，无需外部MCU即可支援完全託管的应用，并且具有完整的开发环境和 Dialog的 SmartSnippets™软体支援。此外，DA14580还可用于结构紧凑、完全认证的模组中，加快了产品上市的时间，无需 RF领域的专业经验。
　　特性
　　-超低功耗
　　-最小尺寸
　　-内嵌 16MHZ 32 位 ARM Cortex M0™ 处理器
　　-专用链路层处理器
　　-内置 aes - 128 位加密处理器
　　-32 kB One-Time-Programmable（OTP）内存
　　-42 kB 系统 SRAM
　　-84 kB ROM
　　-8 kB 记忆存储器
　　-支持多个数字接口：通用 I / o、2 个 UARTs 与硬件流控制 1 MBd 、SPI +™接口
　　-I2C 总线在 100 kHz，400 千赫
　　-硬件正交解码能力
　　-支持模拟接口设备内置 通道 10-bit ADC
　　-完全集成 2.4 GHz CMOS 收发器
　　-单线天线：内置 50 欧姆天线匹配直接连接 2.4G 的天线
　　-VBAT 3 V 电源电流：
　　- 0 dBm 传输输出功率
　　-93 dBm 接收机灵敏度

　　重要模块分析
　　输入/输出端口
　　-端口0:8，端口1:6（包括SW_CLK和SWDIO），端口2:10，端口3:8
　　-完全可编程的引脚分配
　　-选择25 kohm引体向上，下拉电阻
　　-巴克•上拉电压VBAT3V（模式）
　　-每个引脚VBAT1V（提高模式）可配置
　　-固定分配模拟销ADC-
　　-引脚保留他们最后当系统进入状态
　　-扩展或深度睡眠模式
　　ADC
　　DA14580配有高速超低功耗的10位通用模拟-数字转换器（GPADC）。它拥有单极模式以及双相（微分）模式。ADC有自己的大小为1.2 V的稳压器（LDO）。
　　-10位动态ADC 65 ns转换时间
　　-最大采样率3.3 Msample / s
　　-超低功耗
　　-两个单端和差分输入
　　•四单端或两个微分外部输入
　　•电池监控功能
　　•斩波函数
　　•抵消和零刻度调整
　　•共模输入电平调整
　　存储器模块
　　以下是DA14580的一部分存储器模块：
　　ROM
　　包含蓝牙协议栈以及引导代码序列，大小为84 kB。
　　OTP
　　这是一个32 kB一次性可编程存储器数组，用于存储应用程序代码以及蓝牙智能配置文件。它还包含了系统配置和标定数据。
　　System SRAM
　　这是一个42 kB系统存储器（SysRAM），主要用于当系统驱动时存储来自OTP的镜像程序代码，它还充当DataRAM的中间变量和各种数据，协议要求。
　　晶振连接图

　　两种连接外部电池的方式

　　DA14580 配有一个完整的Dialog Smart Snippets蓝牙软件平台（图），该平台包含一个经过认证的蓝牙智能单模片上协议栈。DA14580标配一系列面向消费者健康、运动、健身、安保和接近应用的蓝牙智能配置文件。此外，用户还可以根据需要方便地定制和添加自己的配置文件。Smart Snippets软件开发环境基于Keil的μVision成熟工具，并包含嵌入和托管模式的示例应用代码，可帮助工程师启动开发项目。

　　

　　此外，Dialog还提供一个完整的硬件开发工具包，可帮助实现应用的开发和测试。根据不同的DA14580封装，该开发工具包的母板可以与多款子板中的某一块子板配合使用。

　　应用
　　人机周边设备
　　-键盘
　　-鼠标
　　-触控板
　　-基本型遥控器
　　-语音和手势辨识遥控板
　　•健康与健身
　　-计步器
　　-活动和睡眠监测器
　　-多感测器运动电脑平臺
　　•医疗
　　-可穿戴式健康状况监测器，如：•血压•心率•血糖标準
　　-医疗植入设备，如：•起搏器•神经刺激器
　　•近程传感器
　　-近程感应卡
　　-资产跟踪器
　　-门禁系统
　　-Beacons
　　-室内导航
　　•无线充电
　　•智能家居
　　-安保-
　　HVAC（供热通风与空气调节）
　　-照明
　　近日，新发布的小米手环中采用的蓝牙智能芯片便是Dialog 的DA14580。借助Dialog的DA14580，只需给小米手环充电一次，就可满足长达30天的续航时间，这比其最强竞争对手所供的电池能力高出两倍多，为当今的消费者提供了一款拥有最高能效的连接解决方案。