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[资料] 采用认证模块,加速物联网设计

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发表于 2016-12-28 11:44:42 |显示全部楼层
[url=]为了赢得客户芳心,物联网市场正不断争先恐后地推出下一代产品。为了避免雾件的发生,满足无线标准认证,通过监管部门审批,最终将产品成功推向市场已经成为参赢得竞争的先决条件。[/url]
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[size=1em]蓝牙标准认证
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[url=]低功耗蓝牙[/url] (或称为智能蓝牙) 已成为物联网产品的普遍无线标准,制造智能蓝牙产品的开发人员必须经过蓝牙技术联盟(SIG)根据蓝牙4.x标准中的技术规格所指定的的产品测试与认证。成功通过蓝牙技术联盟认证的产品将得到一个认证识别码(QDID)。另外,如果要宣传终端产品为智能蓝牙产品,则该产品还需要一个声明识别码, 才能在产品的包装盒上加入蓝牙标识。

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图一:蓝牙技术联盟的复杂认证流程

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图二:蓝牙技术联盟认证测试与文档处理流程

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图三:蓝牙技术联盟产品列表与声明流程


[size=1em]监管机构审批

通过无线官方标准并且完全符合规定的要求后,您还需要获得各政府监管机构的批准,这些机构决定了您是否可以在特定的国家或地区出售您的产品。比如,在美国负责的监管机构是美国联邦通信委员会(FCC)。

很多已授权的公司以此盈利,他们可以帮助您获得FCC所要求的无线认证。整个准备和测试过程至少需要花费8到12个星期,而测试设备、代理费用、测试与审核费用等共计达数十万美元。

如果您想在其他国家销售您的产品的话,您还得再重复一遍这个流程,而且加拿大工业部、韩国认证系统、欧洲CE认证等监管机构的要求也不尽相同。

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图四:全球监管机构


>>>>使用已认证的模块加快上市时间

使用已审核和认证的模块是解决这一无线产品审核与认证挑战的一种常用方法。这些模块一般来自于专业从事此类模块设计与生产的供应商,它们为您设计自己的无线系统提供了一个灵活的选择, 并且确保其能通过冗长和昂贵的审核与认证过程。使用这种模块的一个缺点是,它们的外形与特征有所限制,但需要满足紧张的时间计划时,这一点常常被忽略。

大体上,模块一般包含无线控制器IC、用于正时的晶振、射频天线以及匹配网络和电源系统所需的电路。除了提供便于使用、可焊接的集成硬件之外,模块常常还包含无线IC上的预装固件,一般是所支持的无线协议栈和一个能够与无线控制器轻松对接的命令集。

模块几乎都带有无线标准认证,比如[url=]低功耗蓝牙[/url]模块的QDID等。因此,最终产品开发者可以轻松地参考预先认证的ID,无需自行通过认证流程。对于最终产品,仍需要完成产品声明才能获得对应的管理标准符号与标识(例如蓝牙技术联盟SIG),但此类声明的要求一般比认证流程要简单得多。部分带有集成射频天线(各种类型,比如陶瓷天线或板载天线)的模块包含了附加的监管认证与审核。预先认证模块如果带有FCC ID,则就无需担心您的无线系统是否能够通过FCC严格的测试。您可能仍需要为最终产品系统中的其他辐射部分取得FCC认证,但因为产品主要的无线子系统已预先认证,从长远来看,这可以为您节省大量的时间与金钱。

>>>> 选择合适的智能蓝牙(低功耗蓝牙)模块

随着智能蓝牙日渐成为物联网产品低功耗无线系统的普遍选择,目前市场上已有多款已预先通过该标准认证的模块可供选择。

为了帮助开发人员,业内的一些公司目前通过IC设计、软件开发与模块制造性能提供内部端对端解决方案。比如赛普拉斯半导体公司最近将其大获成功的触摸板模块制造能力扩展到无线模块领域,而芯科科技  (Silicon Labs) 则收购了一家热门的模块制造商 ——  Bluegiga。其他无线IC供应商,比如 CSRDialog Semiconductor 等则依靠美国微芯科技 (Microchip)或 松下 等第三方模块制造商为其提供预先认证的模块解决方案。

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图五:常见的预先认证智能蓝牙模块

模块供应商提供差异化产品的另一种方法是将更多特征集成到他们的产品中。最常见的模块有简单的通信模块,它们依靠的是自带微控制器的系统,并且通过UART/SPI/I2C 等标准串行通信接口访问系统,从而管理系统内的无线通信功能。

松下的畅销产品PAN1740 使用Dialog半导体的无线控制器IC,并且提供小型(9x9.5x1.8mm)低功耗智能蓝牙模块,但该模块的特征集成度较低,只提供最基本的功能。Dialog的无线控制器IC包含 16MHz ARM® Cortex®-M0 CPU、适用于 UART/I2C/SPI, 42KB SRAM的串行通信接口、适用于智能蓝牙配置文件的32KB OTP (一次性可编程) 以及带有智能蓝牙协议栈的84KB ROM。

随着行业趋势向小型的最终产品不断发展,高特征集成度成为了选择合适智能蓝牙模块的关键。芯科科技的BLE113 模块包含一个带8KB SRAM的8位 8051CPU、以及应用固件与智能蓝牙配置文件的256KB闪存、用于将模拟传感器数据转换成数字格式的ADC,以及驱动LED或简易蜂鸣器的PWM。为了实现较高的功能集成,该模块在尺寸上作出了妥协( 15.75x9.15x2.1mm),并且只提供UART接口用于配置和执行无线协议栈,这使其可配置性也受到了一定的限制。

而赛普拉斯半导体的 EZ-BLE PSoC 模块则很好地平衡了尺寸、功能集成度与可编程性。该模块的尺寸为11x11x1.8毫米,虽然不是市面上最小的,但单位功能集成度最高。PSoC 4 BLE 集成无线控制器IC包含带有多种通信接 (UART/SPI/I2C/I2S)  的 48MHz ARM® Cortex®-M0 CPU 以及可编程模拟前端,从而无需通过任何外部IC来连接模拟传感器 ——该配置满足了板载传感器物联网产品的常见需求。另外,EZ-BLE PSoC模块还具有赛普拉斯业界领先的CapSense触摸传感技术,使您可以轻松地向终端产品添加复杂的用户界面。正如上文所述,赛普拉斯的模块还有另一项关键优势:赛普拉斯是业内为数不多的具备自产MCU与无线IC、协议栈软件以及模块制造能力的供应商之一。

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图六:赛普拉斯高集成EZ-BLE PSoC模块

所有上述模块都提供已认证的智能蓝牙QDID并且通过了FC、CE、IC、KC等机构的监管审核。它们支持的无线通信范围几乎相同,都符合蓝牙技术联盟(SIG)所规定的标准。因此,工程师可以根据最终产品的特征与尺寸要求,从多款出色的已通过认证与审核的智能蓝牙模块中进行选择。通过使用这些模块,设计师可以节省8至12周的产品开发时间和超过10多万美元的无线审核与认证流程费用。




文章来源:微信公众号   融创芯城(一站式电子元器件、PCB、PCBA购买服务平台,项目众包平台,方案共享平台)



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