決定將哪種無線IC用于電池供電的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通常是一項艱巨的任務。產(chǎn)品開發(fā)人員通常必須比較多個無線 IC，以了解它們對產(chǎn)品的影響。

雖然數(shù)據(jù)手冊是比較器件的良好起點，但它們并不總是代表實際性能。此外，還必須考慮數(shù)據(jù)手冊中可能未充分涵蓋的其他因素，例如喚醒時間、無線電轉(zhuǎn)換時間、外設活動以及發(fā)射（TX）和接收（RX）時間。軟件堆棧也會對電池壽命產(chǎn)生影響，并且效率可能因供應商而異。由于這些原因，需要一種更全面的方法來充分了解競爭設備之間的差異。這種方法應包括審查關(guān)鍵數(shù)據(jù)手冊規(guī)格和非數(shù)據(jù)手冊項目，以及基準測試，以準確測量功耗和電池壽命。

規(guī)格數(shù)據(jù)表

在比較IC時，設計人員通常首先查看數(shù)據(jù)手冊。然而，數(shù)據(jù)手冊并不總是提供“一對一”的比較。即使是在數(shù)據(jù)手冊中看起來相同的規(guī)格也可能以不同的方式進行測量，并且可能無法代表設計人員在產(chǎn)品級別實施規(guī)格后所看到的內(nèi)容。

下圖顯示了來自不同供應商的四個 802.15.4/BLE 設備。此圖表顯示了類似規(guī)格在產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中可能如何以不同的方式表示，以及這會如何影響電池壽命。

圖1：數(shù)據(jù)手冊關(guān)鍵規(guī)格比較

例如，最大 TX 功率只是設備規(guī)格的一個示例，可能無法準確表示實際應用。雖然通過數(shù)據(jù)手冊比較更容易找到，但在某些情況下，可能會有警告或缺少信息。例如，某些設備可能需要更高的電壓才能在更高的功率下運行。在圖1中，供應商D要求3 V在+8 dBm下工作，而供應商C在1.8 V時工作電壓最高可達+13 dBm。因此，對于使用電池的設備，對于大多數(shù)典型的電池壽命，供應商D必須以低于+ 8 dBm的速度運行。

其他可能不代表實際應用的關(guān)鍵數(shù)據(jù)手冊規(guī)格包括安全加密操作、休眠電流和有源電流、無線電電流、鏈路預算和電源電壓。不同的供應商可能使用不同的方法來測量這些規(guī)格，或者可能在其數(shù)據(jù)手冊中以不同的方式列出它們，但這些變化可能會對設備性能和電池壽命產(chǎn)生重大影響。

非數(shù)據(jù)表項目

無線設備的其他規(guī)格，如進入和從睡眠模式轉(zhuǎn)換、整個電壓范圍內(nèi)的DC-DC效率和RF性能，可能會對電池壽命產(chǎn)生重大影響，但可能難以根據(jù)數(shù)據(jù)手冊信息進行評估。例如，每米μA是RF活動功耗的良好指標，但是，開發(fā)人員必須同時查看范圍和每米μA，以查看設備是否適合其應用。在圖 2 中，供應商 B 具有較低的每米 μA 值之一，但如果您查看該范圍，它是所有四個供應商中最低的。通過這種比較，供應商C具有最佳范圍和最低的每米μA值。

圖2：每米 μA

協(xié)議棧

協(xié)議棧是計算性能和電池壽命時要考慮的另一個功能。協(xié)議棧內(nèi)存要求可能會影響產(chǎn)品開發(fā)人員可用的內(nèi)存量，而協(xié)議棧的時序和效率則直接影響電池壽命。特定的協(xié)議功能也會對電池壽命產(chǎn)生影響。例如，一個健談的網(wǎng)絡可能會導致RX和TX電流消耗占整體電池放電的很大一部分，而一個非常困倦的網(wǎng)絡可能更多地依賴于睡眠電流。當然，有效載荷較小的協(xié)議將導致更多的數(shù)據(jù)包發(fā)送數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生更多的網(wǎng)絡流量并增加RF傳輸。這些因素中的每一個都會對內(nèi)存、穩(wěn)健性和電池壽命產(chǎn)生直接影響。

標桿

基準測試確實是準確測量功耗和電池壽命的唯一方法，因為它為硬件和軟件解決方案提供了比數(shù)據(jù)表更準確的真實結(jié)果。最簡單的基準測試方法之一是使用供應商提供的計算器，該計算器使用戶能夠查看不同的睡眠、發(fā)送和接收電流對總功耗的影響。

圖 3 是基準測試重要性的一個很好的例子。這是一個BLE從屬示例，其中設備喚醒，接收數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換到TX，處理數(shù)據(jù)，然后返回睡眠狀態(tài)。

圖 3：基準測試比較

根據(jù)兩家供應商之間的數(shù)據(jù)手冊比較，供應商E的電流消耗似乎降低了約30%。但是，根據(jù)基準測試，供應商C在整個交易中的電流消耗降低了約50%。這基于幾個因素：

喚醒時間：供應商 E 在傳輸之前喚醒和穩(wěn)定的時間比供應商 C 長得多。這可能是由于IC喚醒時間和/或BLE堆棧的效率。

發(fā)射和接收電流： 供應商E在TX和RX方面的功耗遠高于數(shù)據(jù)手冊中所示。供應商E的數(shù)據(jù)手冊值對于TX和RX約為6 mA，而測量顯示，TX約為10 mA，RX約為9 mA。供應商C也高于數(shù)據(jù)手冊，但僅高出約1 mA。

處理和休眠過渡時間： 供應商 E 在設備進入睡眠狀態(tài)之前具有很長的開機自連接時間。同樣，這可能是由于IC，堆棧效率或兩者的組合。

僅比較數(shù)據(jù)手冊并不能準確了解競爭無線IC器件之間的差異。除了數(shù)據(jù)手冊中提供的信息外，開發(fā)人員還必須考慮影響電流消耗和實際性能的其他因素。進行審查，包括對關(guān)鍵數(shù)據(jù)手冊規(guī)格、非數(shù)據(jù)手冊項目和基準測試的比較，將使開發(fā)人員能夠為其應用做出最佳選擇。

審核編輯：郭婷