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选择正确的低功耗蓝牙SoC

优化BLE应用以实现最小能耗运行是一项挑战 。了解BLE协议和底层的系统级芯片（SoC）架构对于延长电池寿命至关重要 。其中对BLE工作模式（例如广播和睡眠）的见解尤其重要 。通过向堆栈提供正确的输入以及利用BLE SoC的硬件功能，我们可以采用多种不同的方法来最小化整个系统的功耗 。
在蓝牙通信中，BLE已保护了大量的连接设备插座（socket） 。而在无线设计中选择BLE的最关键原因之一在于它的普及性，这要归功于它在智能手机中的广泛部署以及能够延长电池使用寿命的能力 。由于大多数物联网（IoT）终端节点都由电池供电，因此较长的电池寿命就显得极为珍贵 。
尽管是众所周知的事情，但还是要强调选择BLE器件时首先要评估其文档 。虽然最初的数据挖掘过程看起来微不足道，但是很快你就会发现半导体器件数据手册的比较过程将是一项相当复杂的任务 。
例如，考虑无线SoC的接收或发送模式中的工作电流 。许多BLE SoC文档显示的电流消耗为几毫安 。例如，Silicon Labs的EFR32BG22 SoC在0 dBm时的射频接收电流为2.6 mA，发射电流为3.5 mA 。请注意，这些数字仅与SoC RF收发器有关 。而在SoC级别，这些电流都会稍高一些，分别为3.6 mA和4.1 mA 。一个常见的错误是仅依靠SoC电流消耗（current drain）的射频数字（radio numbers）来做判断 。器件文档首页的数据通常要通过对数据手册进行全面分析才能得以验证 。
另一个例子是数据手册中显示的以微安/兆赫（μA/MHz）为单位的CPU功耗 。在密集计算应用中，该数值会成为决定性的选择标准 。当然，这一数值通常指的是CPU在最高频率时的最佳情况 。换句话说，当SoC CPU的工作频率与制造商数据手册中指定的频率不同时，数据手册中显示的数值可能会被证明是非常不准确的 。
第三个例子是深度睡眠电流，这对于电池供电的终端产品至关重要 。该数值通常在数百纳安至几微安之间 。非常重要的是，须确保深度睡眠电流的数值与保留的RAM大小相关，并且包含实时时钟（RTC）电流消耗 。RTC与精确的睡眠时钟源结合在一起是为了维持BLE正常工作所需的时序 。对于EFR32BG22 SoC，其数据手册的首页提到了在EM2模式中深度睡眠电流为1.40 µA，保留的RAM为32 KB，同时RTC从LXCO（低频晶体振荡器）产生 。更多信息可以参考该数据手册的电流消耗部分 。
因此，数据手册中的功耗数值缺乏标准化可能会造成错误的比较，最终可能导致选择错误的器件 。
了解应用需求评估BLE SoC时考虑应用需求很重要 。大多数供应商都试图以负责任的态度来展示他们器件的数值，但是对于一个可能要支持多种不同应用的器件而言，所提供的数值显然不可能适合所有应用案例 。在这种情况下，终端应用的知识就变得至关重要 。
选择BLE SoC时，工作电流和睡眠电流是关键指标 。必须将这些电流数值置入与应用环境紧密匹配的模型中，以产生对平均功耗的合理评估 。此类模型通常包括开/关占空比，我们知道低占空比更适合使用具有最低深度睡眠电流的SoC，而高占空比则更适合具有最低工作电流的SoC 。
另一个重要参数可能是终端产品的环境温度 。BLE SoC在25℃时的漏电流与85℃或更高温度时的漏电流明显不同 。高温下的漏电流是工业应用中的关键选择标准，例如子计量表（sub-metering），因为其需要在高温下确保电池寿命 。

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