La scelta tra un modulo Bluetooth LE e un System-on-Chip (SoC) è una decisione critica ma impegnativa nella progettazione dei dispositivi Bluetooth . Ciascuna opzione offre una serie di vantaggi e svantaggi, rendendo essenziale valutare attentamente prestazioni, funzionalità e costi.

In qualità di esperto esperto nella tecnologia Bluetooth, RF - star mira a semplificare il processo decisionale fornendo un confronto approfondito tra chipset Bluetooth e moduli . Questa guida ti aiuterà a fare la scelta migliore in base al volume di produzione , alle competenze tecniche , al budget e al time-to-market.

Cos'è un SoC Bluetooth ?

Un System-on-Chip (SoC) Bluetooth è un circuito integrato (IC) che facilita la comunicazione Bluetooth all'interno di un dispositivo. In genere include un core processore, un ricetrasmettitore RF, memoria e circuiti ausiliari. Il SoC funge da cuore della comunicazione Bluetooth, gestendo la trasmissione e l'elaborazione dei dati .

Cos'è un modulo Bluetooth?

Al contrario, un modulo Bluetooth LE è un'unità precertificata che funge da soluzione di comunicazione Bluetooth completa e a basso consumo . Integra un SoC Bluetooth LE con componenti aggiuntivi come circuiti RF, oscillatori a cristallo, circuiti di adattamento dell'antenna, antenne, Balun e interfacce periferiche su un circuito stampato ( PCB ) . Il modulo è una soluzione plug-and-play preconfezionata che semplifica notevolmente lo sviluppo del prodotto , consentendo agli sviluppatori di concentrarsi sulla funzionalità del prodotto di livello superiore senza preoccuparsi della progettazione RF sottostante.

Campioni di SoC TI CC2340 e modulo RF-star RF-BM-2340B1

Modulo Bluetooth LE e SoC : un confronto dettagliato

Utilizzeremo i seguenti parametri chiave per confrontare le differenze tra il modulo Bluetooth LE e il SoC:

• Funzione
• Facilità d'uso
• Applicazione
• Costo

1. Differenze funzionali

Un SoC Bluetooth fornisce le funzionalità essenziali per la comunicazione Bluetooth ma richiede componenti periferici aggiuntivi per creare un sistema pienamente operativo. Gli sviluppatori che scelgono un SoC devono progettare e implementare i circuiti RF, la gestione dell'alimentazione e il software integrato necessari.

Questo livello di personalizzazione è utile in situazioni in cui è necessario ottimizzare il fattore di forma, il consumo energetico e le prestazioni del prodotto. Tuttavia, ciò significa anche che il ciclo di sviluppo sarà più lungo e che il progetto potrebbe richiedere un team con competenze specializzate nella progettazione RF e nello sviluppo di software integrato.

Al contrario, i moduli Bluetooth sono dotati di circuiti RF periferici integrati e relativo software incorporato, come firmware della porta seriale Bluetooth 5.0, firmware UART direct - drive n , firmware di trasmissione trasparente SPI e firmware I2C. Gli sviluppatori possono utilizzare un MCU esterno per controllare direttamente la connettività Bluetooth , riducendo in modo significativo sia il carico di lavoro che la complessità dello sviluppo del prodotto. Consente agli sviluppatori di concentrarsi sul livello applicativo e di integrare più rapidamente la connettività Bluetooth nei propri prodotti.

Se conosci altri moduli per porta seriale Bluetooth, controlla il blog Protocolli di comunicazione seriale generici: UART, SPI, I2C.

2. Facilità d'uso

I moduli Bluetooth Low Energy sono progettati pensando alla facilità d'uso. Spesso presentano interfacce hardware standardizzate, come UART, SPI, I2C e GPIO, e protocolli software , che li rendono facili da integrare in una varietà di sistemi .

Inoltre, i moduli Bluetooth LE in genere vengono forniti con un'ampia documentazione, kit di sviluppo e progetti di riferimento, semplificando ulteriormente il processo di sviluppo. Molti moduli sono inoltre accompagnati da robusti stack software che forniscono profili e servizi Bluetooth essenziali pronti all'uso. Ciò significa che anche gli sviluppatori con esperienza Bluetooth limitata riescono a integrare con successo la connettività wireless nei propri prodotti.

Al contrario, l'utilizzo di un SoC Bluetooth richiede una maggiore competenza tecnica. Il team di sviluppo deve essere esperto nella progettazione di hardware RF e software incorporato. Ciò comporta la creazione di circuiti RF, la selezione e il posizionamento dei componenti, l'ottimizzazione della potenza e la garanzia della conformità Bluetooth. Sebbene questo approccio offra flessibilità e potenziali risparmi sui costi nella produzione di volumi elevati, richiede più tempo, risorse e conoscenze specializzate.

3. Applicazione

La scelta tra un SoC Bluetooth LE e un modulo dipende in gran parte dall'applicazione. I moduli Bluetooth sono ideali per implementare la connettività wireless con il minimo sforzo, soprattutto in volumi di produzione moderati dove la comodità e i tempi di sviluppo più brevi superano il costo unitario più elevato.

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.

Tuttavia, con la progettazione basata su SoC, è necessario gestire più fornitori, tra cui il fornitore del SoC, il produttore del PCB, il fornitore dell'antenna e possibilmente altri. Ciascuno di questi fornitori può avere tempi di consegna, cicli di vita del prodotto e processi di controllo qualità diversi, aggiungendo complessità alla gestione della catena di fornitura e richiedendo più risorse.

Modulo Bluetooth LE e SoC: un confronto completo

Modulo Bluetooth LE e SoC : una guida definitiva

Sulla base del confronto di cui sopra, dovresti considerare diversi fattori chiave quando decidi tra un SoC Bluetooth e un modulo Bluetooth:

• V olume di produzione : per la produzione su larga scala, l'utilizzo di SoC Bluetooth LE potrebbe essere più conveniente.
• Competenza tecnica: se il tuo team non ha esperienza nella progettazione e nei test RF , optare per un modulo potrebbe essere la scelta migliore .
• Time-to-Market: se c'è pressione per immettere rapidamente il prodotto sul mercato, un modulo potrebbe essere più adatto .
• Considerazioni sul budget: è fondamentale analizzare il rapporto costo-efficacia sia a breve che a lungo termine.
• Gestione della catena di fornitura: valuta se disponi delle risorse per gestire una catena di fornitura complessa.

Per riassumere, sia i SoC che i moduli Bluetooth hanno i propri punti di forza e di debolezza . Quale è migliore? Dipende dal prodotto specifico, dal team di sviluppo , dall'urgenza del lancio del prodotto, dal budget, dal volume di produzione e altro ancora . Se hai domande durante il processo decisionale, RF-star , fornitore leader di soluzioni Bluetooth LE con moduli e SoC , può offrire indicazioni su costi, pianificazione e prestazioni del prodotto per aiutarti a fare la scelta migliore.