2019年12月31日，Bluetooth SIG董事會正式批准新版本藍牙核心規範(Bluetooth Core Specification)v5.2並於近日正式發佈。新版本藍牙核心規範針對低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)增加了三個新功能，在核心規範層面為下一代藍牙音頻的正式推出打下了基礎。
關於藍牙5.2的相關技術特性可以參考bluetooth.com上的這篇文章：
https://www.bluetooth.com/wp-content/uploads/2020/01/Bluetooth_5.2_Feature_Overview.pdf
藍牙5.2版本中新增的功能包括LE同步信道(LE Isochronous Channels), 增強版ATT(Enhanced ATT)及LE功率控制(LE Power Control).
一、LE同步信道
這是支撐下一代藍牙音頻的核心技術，之前版本的低功耗藍牙僅支持面向連接的異步通信鏈路(ACL)及非連接模式的廣播鏈路，前者應用於外圍設備(例如手錶)與中心設備(例如手機)間雙向數據傳輸，後者應用於Beacon設備單向廣播信息及Mesh網絡中。為了實現基於LE的下一代藍牙音頻5.2版本中定義了LE同步信道(LE Isochronous Channels), 包括連接模式下的同步音頻流(Connected Isochronous Stream)傳輸信道及廣播模式下的同步音頻流(Broadcast Isochronous Stream)傳輸信道。LE同步信道為實現下一代藍牙音頻的多聲道音頻流(Multi-Stream Audio)和基於廣播音頻流的共享音頻(Audio Sharing)應用打下了基礎。根據5.2版本核心規範一個同步組可以包括最多31個不同的同步音頻流，在廣播同步模式下可以實現通訊範圍內無限多個音頻接收端同時收聽分享的音頻流。
為了實現LE同步信道在低功耗藍牙的控制器(Controller)中定義了一個新的通訊協議層 – 同步適配層 (ISOAL)。ISOAL用於實現同步數據(如數字音頻流)的服務數據單元(SDU)與鏈路層(Link Layer)的協議數據單元(PDU)進行相互轉換。基本原理是由於SDU的長度遠大於PDU的長度因而在發送同步數據時需要將一個SDU分割並轉換成多個PDU並調製射頻信號進行傳輸，反過來在接收時需要將多個PDU重新組裝轉換成SDU並向上層傳輸。
二、增強版ATT
藍牙5.2版本中對的ATT協議進行了完善(Enhanced Attribute Protocol)，用於快速讀取屬性值，這一新增功能將提高基於ATT協議的信息溝通效率，實現快速服務發現(Fast Service Discovery)等功能。可以預見快速服務發現功能將在下一代藍牙音頻技術中得到應用，以實現音頻設備間快速交換相關服務信息。
三、LE功率控制
藍牙5.2版本定義了低功耗藍牙的雙向功率控制協議(LE Power Control)，可用於實現多種應用場景，有助於在保持連接的情況下進一步降低功耗並提高設備連接的穩定性和可靠性。
依託藍牙5.2的新特性，芯科實驗室（Silicon Labs）推出了基於Bluetooth 5.2 的SoC — EFR32BG22 (BG22)，其亮點是採用紐扣電池供電工作可達十年
根據藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）的預測，到2023年藍牙設備的年度總出貨量將增長26％（從2019年的40億個增加到54億個），並且90％的藍牙設備都支持Bluetooth Low Energy。安全連接和極低功耗將是這些物聯網設備的基本要求。Silicon Labs設計了BG22 SoC以滿足這些要求，以及應對未來幾年中不斷增加的數十億個藍牙物聯網設備。
BG22系列結合了同類最佳的超低發射和接收電流（發射功率為0 dBm時3.6 mA；接收2.6 mA）和高性能、低功耗M33內核（工作電流27 μA / MHz；休眠電流1.2 μA），提供行業領先的能效，可將紐扣電池的壽命延長至十年。目標應用包括藍牙Mesh低功耗節點、智能門鎖、個人醫療保健和健身設備。SoC的藍牙到達角（AoA）和離開角（AoD）功能以及1米以內定位精度也使得資產跟蹤標籤、信標和室內導航等應用將從中受益。
BG22系列新產品組合提供了三種藍牙SoC產品供選擇，這些產品旨在滿足智能家居、消費類、商業和工業物聯網應用（包括那些需要多年電池使用壽命的應用）對價格/性能的各種要求。
• EFR32BG22C112 SoC適用於大批量、成本敏感的應用，支持1 Mbps和2 Mbps藍牙PHY傳輸、38.4 MHz Arm Cortex-M33內核、18個GPIO和352 KB閃存、0 dBm發射功率和行業領先的-99 dBm接收靈敏度（1M PHY）。
• EFR32BG22C222 SoC適用於需要更多計算能力（具有76.8 MHz M33內核）、更多I/O（26個GPIO）和更高發射功率（+6 dBm）的應用。
• EFR32BG22C224 SoC提供IQ採樣能力，適用於測嚮應用，並支持125 KB和500 KB Bluetooth Low Energy Coded PHY，可將接收靈敏度提高至-106 dBm。該SoC也將工作溫度提高到+125C，並將閃存擴展到512 KB，以支持需要測向功能或低功耗藍牙Mesh節點的應用。
EFR32BG22系列SoC的主要特性如下:
• MCU – Arm Cortex-M33 @ 76.8 MHz with DSP and FPU• System Memory – Up to 32 kB RAM data memory• Storage – Up to 512 kB flash program memory
無線性能• 2.4 GHz radio operation• Protocol Support– Bluetooth 5.2 Low Energy– Optional direction finding using Angle-of-Arrival (AoA) and Angle-of-Departure (AoD)– Bluetooth Mesh– 2.4 GHz Proprietary• Radio Performance• Sensitivity-98.9 dBm @ 1 Mbit/s GFSK-96.2 dBm @ 2 Mbit/s GFSK-106.7 dBm @ 125 kbps GFSK• TX power up to 6 dBm• Current – 2.6 mA Rx; 3.5 mA Tx @ 0 dBm; 7.8 mA Tx @ 6 dBm
外設• 12-bit 1 Msps SAR ADC• Up to 26x GPIO pins with output state retention and asynchronous interrupts• 8-channel DMA Controller• 12-channel Peripheral Reflex System (PRS)• 4x 16-bit Timer/Counter with 3 Compare/Capture/PWM channels• 1x 32-bit Timer/Counter with 3 Compare/Capture/PWM channels• 32-bit Real Time Counter• 24-bit Low Energy Timer for waveform generation• 1x Watchdog Timer• 2x USART (UART/SPI/SmartCard (ISO 7816)/IrDA/I2S)• 1x Enhanced UART (EUART)• 2x I2C interface with SMBus support• Digital microphone interface (PDM)• Precision Low-Frequency RC Oscillator enabling single-crystal operation• RFSENSE with selective OOK mode• Die temperature sensor with +/-2 degree C accuracy
安全特性• Secure Boot with Root of Trust and Secure Loader (RTSL)• Hardware Cryptographic Acceleration for AES128/256,SHA-1, SHA-2 (up to 256-bit), ECC (up to 256-bit), ECDSA, and ECDH• True Random Number Generator (TRNG) compliant with NIST SP800-90 and AIS-31• ARM TrustZone• Secure Debug with lock/unlock
電源及功耗
• Supply Voltage – 1.71 V to 3.8 V single power supply• 3.6 mA Rx current (1 Mbps GFSK)• 4.1 mA Tx current @ 0 dBm• 8.2 mA Tx current @ 6 dBm• 27 μA/MHz in Active Mode (EM0) at 76.8 MHz• 26 μA/MHz in Active Mode (EM0) at 38.4 MHz• 1.40 μA EM2 DeepSleep current (32 kB RAM retention and RTC running from LFXO)• 1.75 μA EM2 DeepSleep current (32 kB RAM retention and RTC running from Precision LFRCO)• 1.05 μA EM3 DeepSleep current (8 kB RAM retention and RTC running from ULFRCO)
溫度範圍• -40 °C to 125 °C
封裝• QFN40 – 5 x 5 x 0.85 mm• QFN32 – 4 x 4 x 0.85 mm• TQFN32 – 4 x 4 x 0.30 mm
價格與供貨
EFR32BG22 SoC 計劃於3月份發佈。EFR32BG22 SoC的定價策略支持實現具有成本效益的藍牙5.2應用，批量價格低至0.52美元。EFR32BG22 SoC入門開發套件和Thunderboard EFR32BG22評估套件也計劃於3月上市，套件零售價為19.99美元起。開發人員可以在silabs.com/simplicity-studio頁面免費下載Simplicity Studio集成開發環境，其中集成了網絡分析儀和能耗分析器工具、藍牙協議棧、演示示例和移動應用程序等。
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