TI第四代低功耗蓝牙MCU上线，高性价比催生更广泛应用
低功耗蓝牙在未来的互联世界中将发挥重要作用。蓝牙技术联盟（SIG）在今年4月份发布的报告《2022蓝牙市场最新资讯》中显示，蓝牙技术采用量不断成长，预计未来5年蓝牙出货量将增长50%，到2026年达到70亿台。蓝牙市场的蓬勃发展反映出在蓝牙技术联盟会员公司的协力推进下，持续开拓创新，创造一个更互联的世界。
蓝牙出货量增长预测（图源：TI公司）
作为SIG的首批成员企业，德州仪器（TI）在低功耗蓝牙领域已经有二十年的历史，近日在其连接产品组合中推出了全新的无线微控制器 (MCU)系列新品CC2340，可实现高品质、低功耗的蓝牙连接功能，而价格只需竞争器件的一半。
兼顾出色的射频、功耗表现与低成本
早在2010年，TI便推出了第一代蓝牙低功耗产品——CC254X系列，这也是业内首批低功耗蓝牙SoC，产品至今仍然被广泛使用，累计出货量超过5亿片；2015年推出第二代产品——CC2640X系列，相比第一代有两大技术更新（一是SoC内部CPU内核从8051内核更新过渡到了Arm内核，二是成为市场上首批蓝牙5标准的SoC产品）；2019年推出的第三代产品26x1、2、4则是在内存、封装、模块上进行扩展，同时可以支持精确的室内定位和个人设备定位，网络上也开始支持网状网络和多协议运行。
CC2340是其第四代产品，有两大突出优势：第一是更高质量的射频性能和更好的低功耗性能，第二，高性价比，TI官网起售价格低至0.79美元。可以轻松支持BLE、BLE5.0或兼容BLE4.2所有低功耗蓝牙的应用，加速客户的产品创新和上市时间。
德州仪器(TI) 网络连接部门副总裁兼总经理Marian Kost表示低功耗的秘诀源于TI的积累和经验：“TI在射频设计和制造方面有二十多年的经验，在全新一代CC2340产品上，我们把整个射频的部分重新优化设计，将原来一直放在外面的Balum集成到芯片里，提供了非常高的集成度。这些优化设计让我们在提升射频性能的前提下，同时能够降低射频电路的接收和发送的功耗。同时，我们可以通过这个优化设计额外提供非常好的射频连接的稳定性，在各种复杂和恶劣的工作环境下，我们的产品都可以提供稳定的高可靠的无线互联。”
? CC2340R2、CC2340R5主要特性（图源：TI公司）
德州仪器(TI) 中国区嵌入式与数字光处理应用技术总监师英介绍了TI率先推出的两个型号：CC2340R2、CC2340R5，最大的区别在内存，前者是256KB 闪存，后者是512KB闪存。新产品有一个Cortex M0 Arm内核，最快可以跑到48MHz，可以做到运行期间的功耗低至55 uA/MHz，待机状态的电流仅有大约0.83 uA；还有一个2.4 GHz 射频收发器，可以支持BLE和802.15.4，集成内部天线适配Balun，内部自身天线发射功率达8dBm，还可以与TI其他单独的功放器件无缝连接，扩展到更大的发射功率。
外设方面，新产品内部带有DC/DC，可以直接连接电池，具有1.71V~3.8V的宽工作电压；工作温度范围是-40~125℃；内存最大有512KB的闪存和36KB SRAM；整合真随机数发生器，可以实现AES-128加解密。
常见应用场景
借助更大的内存、更长的电池寿命、更宽的温度范围，工程师可以以实惠的价格实现更多日常连接应用，如楼宇自动化、零售终端、医疗、个人护理、游戏和遥控器等应用。
适用于各类产品（图源：TI公司）
医疗应用如人体血糖仪，使用CC2340可使得贴在身上的贴片式血糖监测装置与手机APP实时连接，将一天的血糖数据实时上传到健康软件里。CC2340可以完成系统的核心功能，外面可以配合TPS6108升压转换器来为系统提供更稳定的供电，可以用最新的自然光传感器OPT3006作为唤醒开关，再配合为了电池侧血糖血氧应用所设计的传感器的模拟前端AFE产品，可以做到体积非常小巧，功耗超低，单独依靠一个钮扣电池就可以运行两周以上，而且可以通过手机APP实时同步和更新管理数据。
智能家居应用中，CC2340 器件系列可以适应集线器类型如恒温器或集线器，终端设备如传感器和执行器。集线器可以连接到单独的 MCU 或 MPU，传感器类产品可以是独立的无线 SoC，能够同时实现低功耗蓝牙和固件更新。随着智能家居领域的不断扩大，越来越多的用例可以体验到该器件的高性价比和功能。预计到2027年全球智能家居市场将会达到3000亿美元以上，给各种创新和高效的设计带来巨大的机遇。
个人护理应用如电动牙刷，除了LED显示的之外，TI通过DRV8850马达震动芯片配合加速度传感器，用来检测牙刷本身的震动和姿态，以及刷毛在牙齿上的压力，再加上电源管理芯片，核心还是CC2340R5。CC2340R5使得个人护理产品变得更加智能，一方面更新很多不同的刷动模式，另一方面可以把个人护理习惯数据收集起来上传到手机上，进而实现很多定制化操作。由于CC2340的睡眠功耗极低，芯片不到1 uA的待机电流可以让整个设备一次充电后使用很长的时间；而且体积超小，可以方便地塞到牙刷的本体之中。
师英认为，CC2340可以适配到无数种需要蓝牙低功耗连接的智能电子设备中。
降低开发者的门槛
为简化部署，TI全球的E2E工程师支持论坛和中国本地的FAE团队都会提供支持。TI自有的、成熟的低功耗蓝牙堆栈，以及工具和第三方网络等也将为设计项目中的每个步骤都提供工具和支持。
Marian Kost指出，TI的SDK在产品设计之初就同步去做，而且TI的所有SDK都是在TI内部由自己的软件团队来和芯片同步开发的。TI每个季度都会更新SDK版本来解决以往的问题，或是提升它的易用性与功能。客户的反馈和需求也都会被体现在每个季度的软件版本的更新中。因此，TI的SDK能让成千上万的用户拥有不错的用户体验感受，而且真正能够帮到他们快速完成产品的开发，加速上市时间。
师英指出，CC2340以及其他CC系列的产品都是统一的SDK，可以向前、向后兼容不同的芯片产品。同时，在这个SDK里集成了非常强大、灵活、可裁剪的功能，能够让开发者在同样的使用习惯和操作界面下完成不同产品的开发，这也是很重要的一点。此外，TI的SDK都是完全开放和完全免费的。
TI投入了六家新晶圆厂将为今后 10-15 年的增长提供支持。TI的强大支持除了来源于外部制造布局，还包括所投资的300mm 晶圆厂在内的不断扩大的TI制造布局。这六家厂包括位于德克萨斯州理查森的新RFAB2（规模比 RFAB1 大 30% 以上，2022 年下半年开始投产）、收购的位于犹他州李海的 LFAB（这是第 4 家 300mm 晶圆厂，2023 年初开始投产），还有TI计划在德克萨斯州谢尔曼建造的第 5 ~ 8 家 300mm 晶圆厂（4倍于 RFAB2 的规模，晶圆厂 1 将于 2025 年开始投产）。随着市场需求的扩大，CC2340 无线 MCU 将由这些工厂来提供支持。
目前已经可以在TI网站上申请CC2340样品和开发板，CC2340正式量产时间在2023年上半年。TI此次低功耗蓝牙MCU有助于其在持续增长的蓝牙设备市场中进一步抢占市场份额，保持长期竞争优势。
