Cypress PSoC蓝牙低功耗开发方案与电路图详解

如果说现在什么概念最热，那一定是物联网（IoT）。物联网世界中，你的手机是否可以成为家中的钥匙？这不是梦想，而是正在实现的现实。Cypress大中国区PSoC市场部经理王冬刚指出，蓝牙是物联网的基本连接方式，在未来的物联世界中，蓝牙技术也将广泛使用。在物联网系统当中，设计灵活性、BOM成本、低功耗是制约无线IoT系统的三大要素。Cypress新的PSoC 4 BLE（蓝牙低功耗）可编程片上系统和PRoC BLE可编程片上射频系统可以应对上述挑战。PSoC是Cypress首创的可编程嵌入式设计平台，它包含了32位ARM Cortex-M0的CPU，以及可编程的模拟和数字模块，并使用可靠易用的触摸感应方案加速嵌入式系统设计进程。PSoC 4 BLE则集成了BLE射频的PSoC IC，包括与蓝牙4.1兼容的免费BLE协议栈。

　　设计灵活性提升

　　对通常的分立系统而言，设计基于传感器的无线IoT系统时，要求使用传感器AFE、数字控制逻辑、BLE射频以及MCU，对复杂的用户界面，还要求额外的触摸或显示屏IC。这样，工程师设计时需要使用多个IC系统和IC供应商提供的设计工具，射频电路板的设计和固件开发会变得复杂，而且增加BOM成本。

　　高集成度降低BOM成本

　　PSoC 4 BLE集成的可编程AFE和数字逻辑、CapSense、Cortex-M0的CPU以及PRoC BLE射频，使得BOM成本显著下降。此外，PSoC 4 BLE还集成了Balun，可以简化射频电路板设计，减少外围器件使用量，缩小电路板尺寸。通常，AMN（天线匹配网络）具有7~9个外部组件，但由于 Cypress的AMN集成了Balun，外部只需要两个组件就可以了。成本下降的同时，也使得AMN调试的复杂度降低。

　　低功耗优势凸显

　　在很多物联网系统中，无线系统会使用纽扣电池提供电源，而电池的使用寿命将严重影响用户的使用体验。为了优化系统电源，设计师需要谨慎选用低功耗模式。PSoC 4 BLE提供了五种低功耗模式，即活动模式、睡眠模式、深度睡眠模式、休眠模式，以及停止模式，非常灵活，易于使用。

　　在停止模式下，消耗的电流最低，同时仍保持GPIO的状态和休眠模式下的SRAM数据，以及深度睡眠模式下的整个系统的状态。使用系统所提供的API，可以轻松地在各个低功耗模式间进行转换，且一秒的连接间隔平均消耗18.9uA的电流。在这里，可编程架构提供了独特的降耗优点。由于UDB（通用数字模块）分担了CPU的任务，也减少了电池供电应用的功耗。王冬刚指出，由于PRoC BLE主要面相HID（人机接口设备）应用，因此可编程模拟和数字功能相对PSoC 4 BLE略有减少。PSoC 4 BLE 可编程片上系统的易用性和高集成度，使其可用于定制化物联网应用、家庭自动化、医疗、运动健身监控以及其他可穿戴智能设备中。PRoC BLE 可编程片上射频系统则为人机接口设备（HID）、遥控器和需要专门无线连接的应用提供了高性价比的交钥匙解决方案。

　　PSoC Creator? 设计环境

　　■ 集成开发环境（IDE）提供了原理图设计输入和编译（包括模拟和数字自动布线）

　　■ 用于所有固定功能外设和可编程外设的API 组件行业标准软件的兼容性

　　■ 输入原理图后，可以使用基于ARM 的行业标准开发工具进行开发

　　PSoC 4 BLE在PSoC Creator开发环境中实现完整的系统设计，同时通过易于使用的BLE组件，简化BLE协议栈和配置文件的配置，使得基于传感器的无线IoT系统设计难度降低，设计灵活性提升。PSoC Creator可以辅助简化设计。PSoC Creator是基于原理图的设计，被称为"革命性的PSoCCreator"。用户可软硬件协同设计，轻松创建、分享、重用所定制的IP，使整个系统设计在同一款工具中实现，加速上市进程。此外，基于PSoC Creator的系统设计方法，还可以提供不同产品系列之间的无缝迁移。

　　CY8CKIT-042-BLE(＄45.9400) 蓝牙低功耗Pioneer开发套件

Cypress公司的PSoC 4XX7系列是可扩展和可重配置的平台架构，是一个包含ARM? Cortex?-M0 CPU 的可编程嵌入式系统控制器，包括集成低功耗蓝牙（BLE）的微控制器， 无线模块和子系统以及数字可编程逻辑，高性能的模数转换（ADC），比较器模式的运算放大器以及标准通信和时序外设。本文