PSoC® 4 BLE新产品 介绍 PSoC = 可编程片上系统 BLE = 蓝牙低功耗

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1 PSoC® 4 BLE新产品 介绍 PSoC = 可编程片上系统 BLE = 蓝牙低功耗

2 物联网革命 物联网（IoT）现在是一个商业事实 基于传感器的系统将“现实世界”连接到IoT BLE实际上是IoT的低功耗无线标准
物联网是将物理传感器连接到互联网的方式（如通过手机调整恒温器） 到2020年，预计每天有六十亿个物理传感器与IoT相连1 基于传感器的系统将“现实世界”连接到IoT 基于传感器的IoT系统通常使用无线通信交互和自主地运行 基于传感器的IoT系统要求功耗低，这样才能够使用电池工作 BLE实际上是IoT的低功耗无线标准 2013年2销售了12亿个Bluetooth Smart Ready产品，包括iPad、iPhone、MacBook、Galaxy、Nexus以及Thinkpad BLE专门为低功耗且基于传感器的产品而设计，如可穿戴电子产品、医疗设备以及家庭自动化设备 IoT产品要求基于传感器的BLE系统 Jawbone的健身监测仪 Mio的心率监测仪 Kwikset的Kevo智能门锁 1来源：Cisco CEO John Chambers在2014移动世界大会贸易展中发表 2来源：ABI研究 2

3 PSoC：世界上第一个可编程嵌入式 设计平台
具有一个CPU（如32位ARM® Cortex™-M0）以及模拟和数字可编程模块 加快了可靠且易于使用的嵌入式系统设计，如触摸感应 使能低功耗设计 PSoC是一个有效可靠的解决方案，在市场中销售了17亿多个产品 自2000以来，赛普拉斯不断地投资于PSoC领域 PSoC适用于工业、消费、医疗、网络以及汽车级应用 PSoC 4 BLE是集成了BLE射频的PSoC 4 IC 赛普拉斯具有合格1的BLE射频通信技术，其设计使用了130 nm、基于Flash的SONOS2工艺 1 符合蓝牙技术联盟（SIG） 2 硅 - 氧化物 - 氮化物 - 氧化物 - 硅：可靠性高且符合汽车产品规范的非易失性半导体技术 3a

4 蓝牙术语 蓝牙传统标准 蓝牙低功耗（BLE） 蓝牙4.0 蓝牙4.1 Bluetooth Smart
将音频传输到手机耳机的性能使个人区域网络的传统标准成为流行 通过GFSK2调制功能在2.4 GHz ISM1频段上运行，并且支持的最大数据速率为3 Mbps 蓝牙低功耗（BLE） 是于2010年制定的标准，适用于对状态或控制信息进行通信的短距离且低功耗的无线应用 通过GFSK调制功能在2.4 GHz ISM频段上运行，并且支持1 Mbps的数据速率 并不与蓝牙传统标准向后兼容 蓝牙4.0 增加了BLE的蓝牙传统规范的升级版本 蓝牙4.1 于2013年12月制定的蓝牙4.0规范的增强版，用于提高安全和 低功耗性能，加大了吞吐量3 Bluetooth Smart 蓝牙4.0/4.1产品的商标，仅支持BLE Bluetooth Smart Ready 蓝牙4.0/4.1产品的商标，支持传统蓝牙和BLE标准 Bluetooth Smart Ready 产品 Bluetooth 传统 产品 音频流 Bluetooth Smart产品 传感器数据 1 全球范围内免许可证的工业、科学和医学（ISM）射频频段 2 高斯频移键控 3 272 Kbps，包括协议开销（比蓝牙4.0高15%） 3b

5 今天您会接触到的术语 模拟前端（AFE） Balun（巴伦） 天线匹配网络（AMN） BLE协议栈（Stack）
使用运算放大器、滤波器和比较器连接到ADC接口的模拟信号调节电路 Balun（巴伦） 将差分射频信号转换为单端信号或相反的电气设备 天线匹配网络（AMN） 一个RLC电路网络提供了平衡 - 不平衡变换器（Balun）的功能、天线阻抗匹配以及低通滤波 BLE协议栈（Stack） 通过执行蓝牙4.0/4.1规范来提高BLE通信的固件 BLE配置文件（Profile） 一种蓝牙规范，保证各个设备间的应用级互操作性使用相同的配置文件 例如，键盘使用HID配置文件，心率监测仪（HRM）则使用HRM配置文件 Bluetooth Smart设备 Bluetooth Smart Ready设备 应用 与配置文件 应用（如鼠标） 配置文件： HID、HRM、血糖仪，等等 通用访问配置文件（GAP） 通用属性协议（GATT） 属性协议（ATT） 安全管理器（SM） 逻辑链路控制和适配协议（L2CAP） 链路层（LL） 直接测试模式（DM） 物理层（PHY） 应用级互操作性 应用 配置文件： HID、HRM、血糖仪，等等 传统蓝牙和BLE 协议栈 BLE协议栈1 链路层 直接测试模式 硬件2 BLE链路 物理层 1 有关详细信息，请参阅BLE组件数据手册 2 在芯片中被执行 4a

6 PSoC术语 PSoC Creator™ 组件 组件配置工具 PSoC 4 BLE
PSoC 3、PSoC 4和PSoC 5LP的集成设计环境（IDE） 在您的PC上安装的软件，允许进行： 同时进行PSoC系统的硬件和固件设计，或 设计硬件后将移植到普通的IDE 组件 免费的嵌入式IC由PSoC Creator 软件中的一个图标来表示 将多个IC和系统接口集成到一个PSoC内 将该组件作为图标，并将其拖放到PSoC Creator的设计系统内 通过主系统总线与MCU实现固定连接 通过BLE组件，很快（以分钟时间）便能够生产Bluetooth Smart 产品 可编程模拟组件作为传感器使用 组件配置工具 PSoC Creator中的简单图形用户界面 均被嵌入到每个组件中 用于自定义组件参数 通过右键点击组件进行访问 PSoC 4 BLE 集成了BLE射频的PSoC 4 IC 包括与蓝牙4.1兼容的免费BLE协议栈 支持75个以上的组件 BLE组件构建Bluetooth Smart 产品 可编程模拟组件构建传感器接口 PSoC Creator中的BLE组件和配置工具 BLE组件图标 BLE组件配置工具中的GUI使执行复杂的BLE协议栈和配置文件变得非常简单 4b

7 PSoC术语 CapSense® SmartSense™自动调试 通用数字模块（UDB） 微型连续时间模块（CTBm）
赛普拉斯的触摸感应用户界面的解决方案 行业排名第一的方案， 销量是排名第二的方案的四倍 SmartSense™自动调试 允许CapSense按键连续补偿系统、生产过程和环境的变化引起的影响的算法 不需要手动调试，简化了产品设计 通用数字模块（UDB） PSoC可编程数字逻辑模块由下面各组件构成： 两个可编程逻辑器件（PLD） 一个具有算术逻辑单元的可编程数据路径 状态与控制寄存器 通过PSoC Creator进行配置，可以使用：1) PSoC Creator组件，2)图形状态机编辑器，或3) Verilog代码 微型连续时间模块（CTBm） 可编程模拟模块用于执行运算放大器、PGA、比较器等（如下所示） 带有CTBm的PSoC 4可编程模拟模块 原理图：带有差动前置放大器电路的ADC 可编程模拟模块 CTBm 运算 放大器 运算 放大器 配置后 12位SAR ADC 1 Msps 运算 放大器 运算 放大器 PSoC 4 BLE器件上的可编程模拟模块， 如CTBm和SAR ADC... 使用PSoC Creator中的组件，可以创建多个自定义模拟电路，例如差动前置 放大器电路 4c

8 工程师要面对的设计问题 设计基于传感器的无线IoT系统比较困难 设计使用多个IC的系统，会增加其BOM成本 低功耗系统难以实现
无线规范要求复杂的固件开发（如：BLE协议栈） 射频电路板的设计比较复杂 设计使用多个IC的系统，会增加其BOM成本 基于传感器的系统要求使用传感器AFE、数字控制逻辑、BLE射频以及MCU 复杂的用户界面要求额外的触摸或显示屏IC 低功耗系统难以实现 无线系统通常使用纽扣电池运行 为了优化系统电源，需要谨慎使用低功耗模式 PSoC 4 BLE通过下面的方法可以解决这些问题： 1. 在PSoC Creator中实现完整的系统设计 2. 通过易于使用的BLE组件，简化BLE协议栈和配置文件的配置 3. 通过集成Balun，可以简化射频电路板设计 4. 集成了可编程AFE和数字逻辑，并集成了CapSense、ARM Cortex-M0 CPU以及BLE射频 5. 提供了五种灵活、易于使用的低功耗模式 PSoC 4 BLE单芯片解决方案非常适合构建低功耗的基于传感器的IoT系统 4d

9 1. 在PSoC Creator中实现完整的 系统设计 在PSoC Creator IDE中显示了具有自定义AFE的BLE心率监测仪示例项目
研究包含了75多个组件的库 在主设计工作区中，拖放组 件图标，完成您的硬件系统 设计（例如，在Bluetooth Smart设计中使用BLE组件） 使用组件配置工具配置各组 件 从组件配置工具中直接访问 组件数据手册 在PSoC Creator IDE中，协 同设计您的应用固件和硬件 请参阅PSoC 4 BLE入门应用 笔记，了解整套系统设计指 南 HRM 5

10 2. BLE组件简化了协议栈和配置文件的配置 BLE组件包含： 蓝牙4.1规范 BLE协议栈，包括所有BLE配置文件 API，便于开发固件
PSoC Creator中的BLE组件配置工具 BLE组件图标 左击BLE组件，以查看 组件配置工具 BLE组件配置工具简化了BLE协议栈和配置文件的配置 6a

11 3. PSoC 4 BLE简化了射频电路板 设计AMN并不易
AMN对PCB布局和寄生电容非常灵敏 调试AMN要求射频性能最佳 需要使用多个外部组件时，AMN调试的复杂性明显增加 通常，AMN具有7到9个外部组件，但由于赛普拉斯的AMN集成了Balun，因此它只有两个组件 赛普拉斯AMN Nordic AMN Texas Instruments AMN L1 C3 2.2 pF L3 3.3 nH C1 C2 2 nH C1 1.2 pF 18 pF 1 pF L1 4.7 nH C2 1.0 pF C4 1.5 pF RFP L2 L3 Ant RFP RFN RFN 1 nH 3 nH VDD_PA L2 10 nH C3 L4 L1 6.8 nH C5 18 pF 2 nH 1 pF C1 2.2 nF C4 1 pF 2个外部组件 7个外部组件 9个外部组件 由于PSoC 4 BLE集成了Balun，因而简化了射频电路板设计并减少了PCB的尺寸 6b

12 4. PSoC 4 BLE集成了可编程AFE、数字 逻辑以及CapSense
由于集成了CapSense、可编程AFE和数字逻辑，因此降低了系统的BOM成本 使用可编程模拟模块（如运算放大器、比较器、ADC和DAC）构建传感器接口的自定义AFE 使用可编程数字模块（如TCPWM1、SCB2和UDB）来集成数字逻辑 通过CapSense实现复杂但可靠的用户界面 可编程架构提供了独特的优点 由于UDB分担了CPU的任务，所以减少了电池供电应用的功耗 使用UDB创建自定义数字外设（如下所示，通过加速计的输入形成自定义I2C唤醒） 操作期间重新配置模块，以设置多个功能 片上多路复用器允许将任何引脚作为模拟或数字I/O使用 PSoC Creator中的完整实际IoT系统设计（完整生产设计）3 HRM输入 1 定时器/计数器/脉宽调制器；可配置为16位定时器、计数器、脉宽调制器模块 3 彩色显示的标题表示系统固有的总线连接 2 串行通信模块可配置为UART/SPI/I2C 6c

13 5. PSoC 4 BLE使低功耗无线系统成为可能 PSoC 4 BLE具有一流的低功耗模式 要了解更多信息，请下载AN92584：
电流消耗 代码执行 可用数字 外设 可用模拟 可用时钟源 唤醒源 唤醒 时间 活动 2.2 6 MHz 有 全部 – 睡眠 1.3 mA 无 任何中断源 深度睡眠 1.3 μA WDT1、LCD2、I2C/SPI、 链路层3 比较器、运算放大器、POR4、BOD5 WCO6、 32 kHz ILO7 比较器、GPIO8、WDT、SCB9 25 μs 休眠 150 nA 比较器、POR、BOD 比较器、GPIO 2 ms 停止 60 nA 唤醒引脚、XRES10 PSoC 4 BLE电流消耗 PSoC 4 BLE具有一流的低功耗模式 在停止模式下，消耗的电流最低，同时仍保持GPIO的状态 保持休眠模式下的SRAM数据 保持深度睡眠模式下整个系统的状态 使用所提供的API可以轻松在各个低功耗模式间进行切换 一秒的连接间隔平均消耗18.9 μA的电流 要了解更多信息，请下载AN92584： PSoC 4 BLE测量功耗 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 C D 1秒连接间隔的平均电流 = 18.9 µA 阶段 功耗模式 活动 A 活动模式 启动振荡器 B 睡眠模式 C 发送射频 D 接收射频 E 处理堆栈 F 深度睡眠 模式 开启WCO 电流（mA） A E B F 1,000 2,000 3,000 4,000 999,000 1,000,000 时间（µs） 活动模式 睡眠模式 活动模式 深度睡眠 模式 1 看门狗定时器 4 上电复位 2 液晶显示屏 5 欠压检测 kHz内部低速振荡器 9 串行通信模块 3 管理BLE协议的数字逻辑 kHz时钟晶体振荡器 8 通用输入/输出 10 外部复位 6d

14 PSoC 4 BLE解决方案与竞争对手方案的比较
特性 CY8C4xx7-BL nRF51822 CC2541 CSR1011 CPU的类型及速度 ARM CM0、48 MHz ARM CM0、16 MHz 8051、32 MHz 16位RISC、NA Flash、BLE栈（KB） 128/256、64 256、 80 256、1304 64（ROM）, 64 供电电压 串行接口1 4个SPI、2个I2C、3个UART 2个SPI、2个I2C、一个UART 2个SPI、一个I2C以及2个UART SPI、I2C、UART CapSense通道 36 无 UDB 4 ADC 12位、1 Msps 10位、14.7 ksps 12位、7.5 ksps 10位、0.7 ksps 运算放大器、比较器 4、2 无、无 无、1 封装/GPIO QFN、CSP / 36 QFN、CSP / 32 QFN / 23 QFN / 32 Rx灵敏度2 （dBm） -92 -93 -88 -92.5 平均电流（µA） （1秒、4秒连接） 18.9、5.7 15.5、5.6 24、6.75 28、10.75 深度睡眠电流（µA） 1.3 2.3 1 5 休眠电流3 （nA） 150 2,400 500 不受支持 停止模式电流（nA） 60 600 集成的Balun 有 1 赛普拉斯和TI均有适用于SPI和I2C的主设备和从设备， 3 休眠过程中仍保留RAM中的所有数据 而Nordic和CSR仅有主设备 4 TI BLE堆栈消耗大小为130 KB的Flash，因为8051和 ARM Cortex- M0的代码密度较低 2 在所有情况下均在输入Balun前测量该值。 6e

15 PSoC 4器件系列 PSoC MCU PSoC 4000 智能模拟资源 PSoC 4100 可编程的数字资源 PSoC 4200
可编程的模拟资源 PSoC 4400 性能模拟 PSoC 4600 CY8C41x8-BL ARM CM01，256K/32K 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 CY8C42x7-BL ARM CM01，256K/32K 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 CY8C41x7-BL ARM CM01 24 MHz，128K/16K CMP2, Opamp, ADC5, SCB6, TCPWM4, CapSense, BLE8 56-QFN, 68-CSP CY8C42x7-BL ARM CM01 48 MHz, 128K/16K CMP2, Opamp, ADC5, SCB6, TCPWM4, CapSense,UDB7, BLE8 56-QFN, 68-CSP CY8C46x7 ARM CM01，128K/32K 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 性能 CY8C44x6 ARM CM01，64K/16K 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 CY8C46x6 ARM CM01，64K/16K 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 CY8C41x5 ARM CM01 24 MHz, 32K/4K CMP2, Opamp, ADC5, SCB6, TCPWM4, CapSense 28-SSOP, 44-TQFP, 40-QFN CY8C42x5 ARM CM01 48 MHz, 32K/4K CMP2, Opamp, ADC5, SCB6, TCPWM4, CapSense, UDB7 28-SSOP, 44-TQFP, 40-QFN CY8C44x5 ARM CM01，32K/8K 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 CY8C40x4 ARM CM01 16 MHz, 16K/2K CMP2, I2C, DAC3, TCPWM4, CapSense 8/16-SOIC, 16/24-QFN CY8C41x4 ARM CM01 24 MHz, 16K/4K CMP2, Opamp, ADC5, SCB6, TCPWM4 ,CapSense 28-SSOP, 44-TQFP, 40-QFN CY8C42x4 ARM CM01 48 MHz, 16K/4K CMP2, Opamp, ADC5, SCB6, TCPWM4, CapSense, UDB7 28-SSOP, 44-TQFP, 40-QFN CY8C40x3 ARM CM01 16 MHz, 8K/2K CMP2, I2C, DAC3, TCPWM4 8/16-SOIC, 16-QFN 集成 1 Cortex-M0 4 定时器/计数器/PWM模块 7 通用数字模块 2 比较器 5 模数转换器 8 蓝牙低功耗 3 数模转换器 6 可将串行通信模块配置为I2C/SPI/UART 量产 样品 新产品 研发/概念 7

16 PSoC 4 BLE（CY8C4xx7-BL） 应用 框图 性能 资料 可用性 运动健身监控器、可穿戴电子产品、医疗设备、家庭自动化解决
方案、游戏控制器、基于传感器的低功耗IoT系统 单芯片PSoC 4 BLE解决方案 MCU子系统 可编程模拟模块 I/O子系统 GPIO x8 性能 运算放大器 x4 SAR2 ADC 32位MCU子系统 48 MHz ARM® Cortex™-M0 CPU Flash和SRAM的最大容量分别为256 KB和32 KB 可编程AFE1 四个运算放大器可配置为PGA、比较器、滤波器等 一个12位分辨率和1 Msps采样率的SAR2 ADC 具有SmartSense™自动调试功能的CapSense® 一个具有触控板功能的赛普拉斯电容式 Sigma-Delta™（CSD）控制器 可编程的数字逻辑 四个通用数字模块（UDB）：自定义数字外设 四个可配置TCPWM3模块，可配置为：16位定时器、计数器或PWM 两个可配置的串行通信模块（SCB）可配置为： I2C主设备或从设备、SPI 主设备或从设备，或UART 封装 56引脚QFN、68引脚CSP 满足蓝牙4.1规范的Bluetooth Smart连接 集成了Balun的2.4 GHz BLE射频 CORTEX-M0 48 MHz CMP x2 CSD GPIO x8 BLE系统 可编程的数字模块 先进的高性能总线（AHB） Flash （256KB） 可编程的互连和布线 UDB4 x4 GPIO x8 TCPWM3 x4 SRAM （32KB） SCB5 x2 GPIO x8 串行线调试 段式LCD驱动 GPIO x4 资料 可用性 初步数据手册： 请联系销售部门 样品：2014年第三季度 量产：2014年第四季度 1 模拟前端 定时器/计数器/脉宽调制器；可配置为16位定时器、计数器或脉宽调制器模块 2 逐次逼近寄存器 通用数字模块 串行通信模块可配置为I2C/SPI/UART 8

17 PSoC 4 BLE解决方案示例 – Jawbone的健身监测仪 PSoC 4 BLE解决方案值 框图 PSoC 4 BLE设计资源
设计问题 为传感器集线器增加BLE连接 与多个模拟和数字传感器连接 驱动基于PWM的振动电机 设计使用纽扣电池运行的低功耗操作 PSoC解决方案 简单的单芯片解决方案，用于实现BLE连接 具有SAR2 ADC和模拟复用器的可编程AFE1 与多个模拟传感器连接 数字模块（如SCB）3与数字传感器接口 数字模块（如TCPWM4），用于驱动振动电机 五种灵活的低功耗模式可延长电池寿命 单芯片 = MCU + AFE + 数字逻辑 + BLE射频 单芯片PSoC 4 BLE解决方案 IDAC5 热敏电阻 AMUX SAR2 ADC BLE系统 湿度传感器 AFE1 射频链路 压力传感器 电池电压 Cortex-M0 48 MHz 32 RTC 32 2 32 加速计 SCB3 TCPWM4 振动 电机 PSoC 4 BLE设计资源 设计软件： PSoC Creator 套件： BLE Pioneer套件（CY8CKIT-042-BLE） 应用笔记： PSoC 4 BLE入门 示例项目： PSoC Creator中的PSoC 4 BLE 传感器集线器示例项目 Jawbone的健身监测仪 PSoC 4 BLE可以实现一个类似的具有模拟和数字接口以及低功耗功能的单芯片集成BLE解决方案 1 模拟前端 串行通信模块可配置为I2C/SPI/UART 电流源 2 逐次逼近寄存器 4 定时器/计数器/脉宽调制器；可配置为16位定时器、计数器或脉宽调制器 9

18 PSoC 4 BLE入门 1. 下载PSoC Creator IDE： www.cypress.com/Creator
2. 购买$49的BLE Pioneer套件： 3. 下载PSoC 4 BLE入门应用笔记： 通过BLE Pioneer套件，可以简单快速进行开发 其外形规格与Arduino®扩展板和Digilent® Pmod™子卡相兼容 包含了两个受FCC认证1的 BLE模块 PSoC 4 BLE模块（单独销售为CY8CKIT-141） PRoC BLE模块（单独销售为CY5671） 具有板载CapSense滑条、RGB LED和按键的功能 可以直接访问所有器件GPIO 可选的电压设置为1.9 V、3.3 V或5 V BLE Pioneer套件提供了先进的调试界面 包含一个板载PSoC 5LP，被默认配置为编程器和调试器 串行线调试接口使用USB通信 USB-串行接口 BLE Pioneer套件（CY8CKIT-042-BLE） 5.3 cm 10.6 cm 1 在美国生产或销售的电子产品标记，表示其电磁干扰在联邦通信委员会规定的范围内 10

19 附录 11a

20 PSoC 4 BLE产品选型指南 PSoC 4 BLE器件型号解码器 CY 8C 4X X X XX X BLXXX
器件型号1 CPU速度 UDB SCB2 TCPWM3 SAR4 ADC IDAC5 CapSense 运算放大器 比较器 封装 CY8C4127LQI-BL473 24 MHz 2 4 806 ksps 56-QFN CY8C4127LQI-BL453  CY8C4127LQI-BL483 CY8C4127FNI-BL483 68-CSP CY8C4247LQI-BL473 48 MHz 1 Msps CY8C4247LQI-BL453 CY8C4247LQI-BL463 CY8C4247FNI-BL483 PSoC 4 BLE器件型号解码器 CY 8C 4X X X XX X BLXXX 器件的识别号码对应它们的特性集 温度范围：I = 工业 封装：FN = CSP，LQ = QFN Flash大小：7 = 128KB，8 = 256KB CPU速度：2 = 24 MHz，4 = 48 MHz 产品类型：42 = 可编程数字，41 = 智能模拟 市场代码：8C = PSoC平台 公司ID：CY = 赛普拉斯 1 所有型号的器件均支持：工业级温度（-40ºC至+85ºC）， 2 串行通信模块 4 逐次逼近寄存器 36个GPIOFlash大小为128 KB，输入电压范围为1.9 V ~ 5.5 V 3 定时器/计数器/脉宽调制器模块 5 电流输出的数模转换器 11b

21 参考与链接 产品网页： 产品数据手册： 产品路线图： PSoC Creator IDE： BLE Pioneer套件： 产品介绍视频： PSoC 4 BLE专题研讨会的介绍： 应用笔记： PSoC 4 BLE入门（AN791267）： PSoC 4 BLE测量功耗（AN92584）： 使用PSoC 4 BLE构建BLE应用（AN91184）： 使用PSoC 4 BLE构建自定义配置文件（AN96112）： 设计指南： CapSense设计指南： PSoC 4 BLE天线设计指南： 知识库： BLE合规性与互操作性报告： BLE客户演示： Bluetooth SIG网站： 更多详细信息，请访问 12

22 PSoC 4 BLE解决方案值 示例 — 心率监测仪 竞争对手 BOM的集成 附加价值
BLE：Nordic nRF51822-QFAB-R7 价格：$1.921 BOM的集成 运算放大器：On Semi LM324DR2G（2个） 价格：$0.241 Balun：ST Microelectronics BAL-NRF02D3 价格：$0.331 放大器：Microchip MCP6N11-001E/SN 价格：$1.022 CapSense控制器：赛普拉斯CY8CMBR3002-SX1I 价格：$0.471 附加价值 Balun调试：节省工程设计中四个人-工作周， 每个人/工作周的费用为$2K，均摊到100,000个芯片上。 增值：$0.08 BLE协议栈配置：节省工程设计中四个人-工作周， 每个人/工作周的费用为$2K，均摊到 100,000个单元。 $1.92 $0.24 $0.33 $1.02 $0.47 $2.06 $0.08 $0.16 $4.14 竞争对手 运算放大器 Balun（巴伦） 放大器 CapSense控制器 BOM集成价值 Balun调试 BLE协议栈配置 总附加值 产品总价值 目标赛普拉斯解决方案： 总成本： 总共节省6%的成本： CY8C4247LQI-BL453 $3.901 $0.24 1 Digikey网站的一千个单元是2014年6月24号定的价格 2 Microchip网站的一千单元是2014年6月24号定的价格 13

23 只要几分钟就能配置BLE协议栈 使用基于GUI的BLE组件配置工具来配置BLE协议栈 打开PSoC Creator的BLE组件 配置工具
从所有BLE SIG提供的配置文件中，选择您的应用所需的配置文件，或选择自定义配置文件 选择合适的“Profile role”1和 “GAP role”2, 3 配置所选配置文件的参数 配置GAP参数 使用组件数据手册和API指南编写 应用 使用基于GUI的BLE组件配置工具来配置BLE协议栈 1 可将某个“Profile role”配置为服务器（生成数据）或用户（接收数据），例如键盘（服务器）与平板电脑（用户）相连接；更多详细信息，请参阅BLE组件数据手册 2 可将BLE器件配置为下面四种通用的访问配置文件（GAP）方式：广播器、观察器、中央设备以及外设 3 PSoC 4 BLE支持所有“GAP role”，包括中央和外设之间的方式转换 14

24 PSoC 4 BLE：业界集成度最高的单芯片BLE解决方案
中断控制器 Flash （256KB） 时钟系统 SRAM （32KB） 电源管理 SWD CORTEX™-M0 48 MHz MCU子系统 先进的高性能总线（AHB） BLE系统 UDB TCPWM1 TCPWM SCB2 SCB 段式LCD 可编程数字模块 12位SAR ADC 1 Msps 可编程模拟模块 CTBm CapSense 8位 IDAC 7位 IDAC 可编程的互连和布线 GPIO 端口 可编程I/O子系统 运算 放大器 运算 放大器 运算 放大器 运算 放大器 CMP CMP 1 定时器/计数器/脉宽调制器；可配置为16位定时器、计数器或脉宽调制器模块 2 串行通信模块可被配置为UART/SPI/I2C 15

25 PSoC 4 BLE解决方案示例 — 心率监测仪（HRM） PSoC 4 BLE解决方案值 框图 PSoC 4 BLE设计资源
设计问题 为HRM增加BLE连接 实现某个自定义AFE1，用于感应和过滤心率信号 执行用户输入的电容式触摸感应按键 使用段式LCD，以显示测量到的心率 设计使用纽扣电池运行的低功耗操作 PSoC解决方案 简单的单芯片解决方案，用于实现BLE连接， 包括HRM配置文件 具有运算放大器和SAR2 ADC的可编程AFE，用于 识别和过滤心率信号 集成的CapSense用作为按键、滑条以及触控板 集成的段式LCD 通过五种灵活的低功耗模式能够延长电池寿命 单芯片 = MCU + AFE + CapSense + BLE射频 单芯片PSoC 4 BLE解决方案 电池 电压 可编程的模拟模块，用于创建自定义的AFE1 AMUX 滤波器 运算放大器 x 2 SAR2 ADC HRM 段式LCD 驱动 LCD 电极1 放大器运算放大器 x 2 电极2 Cortex-M0 48 MHz CapSense 按键 32 32 加速计 SCB3 BLE系统 2 32 射频链路 PSoC 4 BLE设计资源 设计软件： PSoC Creator 套件： BLE Pioneer套件（CY8CKIT-042-BLE） 应用笔记： PSoC 4 BLE入门 示例项目： PSoC Creator中的PSoC 4 BLE心率监测仪的 示例项目 Mio的BLE心率监测仪 PSoC 4 BLE可以实现一个类似的具有自定义AFE和低功耗功能的单芯片集成BLE解决方案 1 模拟前端 3 可将串行通信模块配置为I2C/SPI/UART 2 逐次逼近寄存器 16