HID的赛普拉斯WUSB-NX解决方案 HID = 人机界面设备

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1 HID的赛普拉斯WUSB-NX解决方案 HID = 人机界面设备
通过使用带有赛普拉斯超低功耗、Nordic兼容、2.4 GHz无线通信以及触摸感应等特点的解决方案能够实现流畅的设计

2 无线HID当前发展迅猛 PC上的无线HID配件越来越多 RF解决方案的Nordic兼容性能够缩短开发时间并允许使用双源
该方案允许固件再用，并向Nordic的专有2.4 GHz RF设备提供第二个源 遥控器正在从使用红外线传输转换为使用RF传输 RF避免了视线的限制，从而增强了用户体验 RF的数据速率较高1，从而能够支持触摸感应和语音 客户需要的解决方案满足超低功耗、Nordic兼容RF以及触摸感应技术 无线触控鼠标 由Logitech生产 带触控板的无线键盘 由Logitech生产 带触控板的RF遥控器 由Sony生产 更改自 1 基于RF的遥控器的数据传输速率介于1到2 Mbps之间，而基于红外的典型遥控器的数据速率仅为120位/秒 2

3 术语 无线通信频率（RF）收发器 人机界面设备（HID） 2.4 GHz的工业、科学和医疗（ISM）频带 数据包错误率（PER） 接收灵敏度
是指能够通过RF通信发送和接收数据的一种IC 人机界面设备（HID） 是指用来将人体和系统（如PC、平板电脑和TV）相连接的键盘、鼠标、遥控器以及其他设备 2.4 GHz的工业、科学和医疗（ISM）频带 值范围为2.4到2.5 GHz的全球免许可证的RF频率 数据包错误率（PER） 所接收的带错误的数据包数量与所接收的数据包总数的比例 接收灵敏度 RF收发器通过RF通信为实现成功接收数据所需要的最小信号强度。 无线兼容性 各RF收发器之间的通信能力 无线通讯控制器固件 在微控制器中运行的固件程序，用于配置和控制RF收发器 触摸感应 基于电容耦合的技术，能够将人体触摸识别为输入   通过RF传输语音（VoRF） 通过RF通信进行的语音发送和接收 3a

4 WUSB-NX术语 WUSB-NX收发器 Nordic兼容性 增强型组件减少（enCoReTM）微控制器 PSoC® 4可编程的片上系统
赛普拉斯第四代超低功耗的2.4 GHz RF收发器 Nordic兼容性 具有与Nordic的nRF24L/nRF31系列无线兼容的能力 增强型组件减少（enCoReTM）微控制器 赛普拉斯品牌的可编程、低功耗、低成本微控制器可实现USB协议 集成了闪存、RAM、USB电路、时钟发生器以及其他功能模块，以降低系统成本 PSoC® 4可编程的片上系统 赛普拉斯的最新PSoC解决方案，它包含低功耗的ARM Cortex-M0内核以及可编程的模拟和数字模块 Gen4触控板模块 包含一个触控板传感器和一个带有I2C接口的赛普拉斯Gen4触控板控制器IC的模块 能够检测多达五个手指手势 PSoC Designer™ PSoC® 1集成设计环境（IDE），此外还用于enCoRe 安装在您的PC上的软件，并允许并发进行硬件、固件设计 CapSense® 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，销量是排名第二方案的四倍 SmartSense™自动调试 CapSense算法可以连续补偿由系统、生产过程和环境的变化造成的影响 3b

5 工程师要面对的设计问题 终端用户要求无线HID中的电池使用寿命长达三年 专有的无线产品又不提供双源
不同供应商所提供的专有无线通讯难以满足无线兼容 更改带专有的新无线通讯的设计会浪费漫长时间进行固件开发 大多数供应商并不提供带有高级特性的完整无线HID系统解决方案 由于无线通讯、微控制器和触摸感应IC的供应商不同，使得无线HID系统设计变得非常复杂 赛普拉斯的WUSB-NX可以解决这些问题 其超低功耗可使电池的使用寿命延长三年 缩短了固件开发时间，并提供Nordic兼容的第二个源 与赛普拉斯侣伴产品一起使用，以提供带有高级特性的完整无线HID系统方案 赛普拉斯通过使用超低功耗RF和触摸感应技术为无线HID提供完整的解决方案 LS后面为什么加上“,”？ 4

6 对于典型的无线鼠标，WUSB-NX具有较小的占空比（5%）和较低的平均电流（0.573 mA）1
延长到三年 无线HID要求功耗低，用以延长电池的使用寿命 在典型的无线鼠标中， 光学传感器、无线通讯和微控制器是消耗 电源的主要组件 对于典型的无线鼠标，WUSB-NX具有较小的占空比（5%）和较低的平均电流（0.573 mA）1 空载 活动 睡眠 0.001 0.000 9.000 10.500 12.000 15.000 0.026 3.39 4.19 4.60 8.00 时间（ms） 0.573 平均无线通讯电流 无线通讯电流 0.00 功耗模式 说明 电流 所花的时间 睡眠 无线通讯被断电 0.001 mA 85% 空载 无线通讯等待发送或接收 0.026 mA 10% 活动 无线通讯在发送或接收过程中 TX - 12 mA RX - 15 mA 5% WUSB-NX无线通讯的平均电流较低，它将典型的无线鼠标的系统平均电流降至6.5 mA2 WUSB-NX的超低功耗可以使无线HID的电池使用寿命延长三年 1典型的鼠标每8 ms发送32个数据字节 2 6.5 mA的系统平均电流符合三年的电池使用寿命的要求 5a

7 WUSB-NX是Nordic兼容的 硬件兼容性 固件兼容性 WUSB-NX的Nordic兼容性可缩短开发时间并提供第二个源
赛普拉斯 WUSB-NX （HID） Nordic nRF24L/nRF31（棒） nRF24L/nRF31 固件堆栈 enCoRe/PSoC 固件堆栈 2 Mbps无线链接 应用和协议固件 应用和协议固件 A 数据速率为2 Mbps的兼容Nordic设备 系列 器件型号 nRF24L nRF24L01+ nRF24LE1+ nRF24LU1+ nRF31 nRF31502 nRF31504 nRF31512 nRF31562 API1 API1 Nordic无线通讯控制器 固件 B 赛普拉斯无线通讯控制器 固件 要从nRF24L/nRF31切换为WUSB-NX： A — 再用未修改的应用和协议固件，因为赛普拉斯 无线通讯控制器固件的API1与Nordic无线通讯 控制器固件的API相同 B — 只要将Nordic无线通讯控制固件替换为赛普拉斯 无线通讯控制器固件即可 WUSB-NX的Nordic兼容性可缩短开发时间并提供第二个源 1 应用编程接口：允许固件程序互相交互 并共享数据的软件接口 5b

8 WUSB-NX演示套件 WUSB-NX演示套件是用于演示Nordic兼容性的一个平台 硬件 固件/软件 文档 获取 WUSB-NX演示套件
带enCoRe V和LCD模块的两个基板 插入基板的两个WUSB-NX模块 Nordic nRF24L棒 PSoC MiniProg1用于编程enCoRe V 固件/软件 WUSB-NX无线通讯控制器固件 用于Nordic兼容性测试的窗口应用 文档 快速入门指南 API映射指南（将Nordic API1映射到赛普拉斯API1） 介绍了硬件、固件和软件的用户指南 获取 请联系销售人员以获取该套件 WUSB-NX演示套件 enCoRe V 模块 基板 WUSB-NX USB线缆 Nordic nRF24L棒 PSoC MiniProg1 带有固件/软件和文档的U盘 模块的插座 1 应用编程接口：允许固件程序互相交互 并共享数据的软件接口 5c

9 基板上的WUSB-NX和enCoRe V 模块
在不到15分钟内 测试WUSB-NX的Nordic兼容性 基板上的WUSB-NX和enCoRe V 模块 Nordic nRF24L 棒 2 Mbps 无线链接 获取WUSB-NX演示套件… 阅读快速入门指南… 对硬件进行配置，使WUSB-NX基板和Nordic的nRF24L棒连接起来… 并使用套件所提供的窗口应用 测试WUSB-NX的Nordic兼容性。 本示例显示的是将270万个数据包从WUSB-NX传输到 nRF24L，并且数据包错误率为零 5d

10 在WUSB-NX和赛普拉斯侣伴产品中 添加了高级特性 + + + + 触摸感应和VoRF等高级特性是无线HID设计中的趋势 无线触控鼠标
无线触控板 遥控器 WUSB-NX enCoRe VI Gen4触控板模块+ enCoRe V LV PSoC 4 Windows 8的特定手势 和移动 支持多达五个手指手势，其中包括Windows 8的特定手势 支持多达两个手指的手势 CapSense按键/滑条 光学传感器 电池监控 LED和机械按键 移动感应的加速度计 用于VoRF的麦克风 QWERTY键盘矩阵 无线通信 + + + + 侣伴 IC或模块 触摸感应 接口 赛普拉斯提供了一个丰富的带技术支持的产品系列，它允许在无线HID应用中使用高级特性 5e

11 赛普拉斯的WUSB-NX与Nordic的无线通信
特性 WUSB-NX（CYRF9935） nRF24L01+ 最大的数据速率 2 Mbps 工作电压 1.9 V – 3.6 V 操作电流 TX：12 mA（功率为0 dBm） RX：15 mA（速率为2 Mbps） TX：11.3 mA（功率为0 dBm） RX：13.5 mA（速率为2 Mbps） 空载电流 26 µA 睡眠电流 900 nA 可编程的输出TX功率 +4、0、-8、-14、-20 dBm 0、-6、-12、-18 dBm 接收灵敏度 数据速率为2 Mbps，灵敏度为–82 dBm RSSI1/RPD2 5位RSSI1（通道噪声） 4位RSSI1（信号强度） 1位RPD2（信号/噪声） 封装/大小 24-QFN/16 mm2 20-QFN/16 mm2 侣伴触控IC 有 无 1所接收的信号强度指示器：通常由RF收发器提供的信号强度指示器 2所接收的功率检测器：当接收信号的功率超过-64 dBm时所被设置的1位寄存器 6

12 赛普拉斯无线/RF路线图 2.4 GHz RF 收发器 2.4GHz RF MCU 2.4 GHz RF MCU USB CapSense®
TrueTouch® BLE1 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 受保密协议（NDA）的保护 联系销售人员 GFSK2 CYRF8935 WUSB4-NL 1 Mbps Tx 18 mA、Rx 18 mA CYRF89135 PRoCTM5嵌入式 WUSB4-NL、M8C6 35 GPIO、32KB闪存 CYRF89235 PRoC5-USB WUSB4-NL、M8C6、USB 13 GPIO、32KB Flash CYRF89435 PRoC5-CS WUSB4-NL、M8C6 35 GPIO、32KB闪存 CYRF89535 PRoC5-TT WUSB4-NL、M8C6、 双手指 35 GPIO、32KB闪存 CYRF9935 WUSB4-NX 2 Mbps Tx 12 mA、Rx 15 mA GFSK2 + DSSS3 CYRF6936 WUSB4-LP 1 Mbps Tx 26 mA、Rx 21 mA CYRF69103 PRoC5-LP WUSB4-LP、M8C6 14 GPIO、8KB闪存 CYRF69213 PRoC5-LP WUSB4-LP、M8C6、USB 14 GPIO、8KB闪存 1 低功耗蓝牙，也称为智能蓝牙 2 高斯频移键控 3 直接序列扩频 4 无线USBTM 5 可编程片上射频 6 赛普拉斯的专有8位MCU 量产 新 样品 研发/概念 7

13 WUSB-NX：产品概述 应用 框图 特性 资料 产品发布 无线鼠标 无线触控鼠标 无线键盘 无线触控板 带触控板的无线键盘 RF远程控制
GFSK1 MOD2 TX FIFO PA3 特性 基带引擎 频率合成器 与Nordic兼容、超低功耗、2.4 GHz的无线电 低电流消耗： 睡眠电流：900 nA 闲置电流：26 µA 传送电流：12 mA 接收电流：15 mA 可编程数据速率： 2 Mbps、250 Kbps 最大链路预算：在30米的范围内，该值为+97 dB 最大传输功率：+4 dBm 最小接收灵敏度：数据速率为250 Kbps时，该值为−93 dBm MCU接口：SPI从设备 封装：24-QFN （4 x 4 x 0.55 mm） 4 MCU SPI GFSK1 DEMOD4 BPF5 LNA6 Rx FIFO 寄存器映射 资料 产品发布 数据手册：联系销售人员（受保密协议（NDA）的保护） 开发套件：联系销售人员（受保密协议（NDA）的保护） 样片：即时 量产：2014年第二个季度 1 高斯频移键控 2 调制器 3功率放大器 4 解调器 5 带通滤波器 6 低噪声放大器 8

14 如何开始？ 有关产品的详细信息，请访问WUSB-NX主页： 联系销售人员获取WUSB-NX数据手册 联系销售人员获取WUSB-NX演示套件
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15 附录 10

16 WUSB-NX产品选择器指南 器件型号 MCU接口 数据速率 （Mbps） 工作 电压（V） 工作 温度（°C） 封装
CYRF LQXC SPI从设备 2 0-70 24-QFN WUSB-NX器件型号解码器 CY RF XXXX - XX LQ X C 温度范围：C =商业级 X = 无铅（Pb） 封装LQ = QFN 引脚数 器件标识符：9935 = WUSB-NX 销售代码：RF = 专有2.4 GHz 公司ID：CY = 赛普拉斯 11

17 参考与链接 WUSB-NX网站：www.cypress.com/WUSB-NX
赛普拉斯无线/射频路线图： WUSB-NX数据手册： WUSB-NX硬件设计指南 联系销售人员获取： 带有符合Nordic标准的信息的WUSB-NX数据手册 WUSB-NX演示套件 视频：介绍WUSB-NX 赛普拉斯无线NDA路线图（包括以后的产品） 12

18 WUSB-NX无线HID解决方案的价值 示例使用情况 竞争对手 附加值 无线触控鼠标 竞争对手的3芯片解决方案与赛普拉斯的2芯片解决方案
2.4 GHz RF收发器：Nordic nRF24L01+ 伴侣MCU：Atmel ATMEGA328P-MU 触摸传感控制器：Synaptics T1021A 价格：$5.481 附加值 RSSI2和可编程的TX输出功率：RF信号强度指示和可编程的TX输出功率可以确保较长的距离（>10m），并且允许客户收取竞争对手鼠标的保费（5%）增值：$0.083 SmartSense自动调试：通过降低制造商的变化性提高产量（2%）增值：$0.204 PSoC Designer：允许使用一个IDE而不是两个IDE，以节省工程设计中四个人的工作周。每个人的工作周费用为$3k，均摊到10万单位的增值为：$0.125 $5.48 $0.08 $0.20 $0.12 $0.40 $5.88 竞争对手 RSSI和可编程的 TX输出功率： SmartSense自动调试 PSoC Designer 总附加值 产品总价值 目标赛普拉斯解决方案： 总价格： 节省总成本的34%： CYRF LQXC （WUSB-NX） CY7C LTXC （enCoRe VI） $3.896 $1.99 1 价格包含Nordic （$1.68）、Atmel （$1.80）和Synaptics （$2.00）的1千个单元的网上报价 2 接收信号强度指示：RF信号强度指示通常由RF收发器提供 3 增值为1千单位（$1.68）的5%独立Nordic 2.4 GHz RF价格 4 通过提高产量节省标准CapSense鼠标成本（$10/鼠标）的2%，均摊到批量生产的10万单位 5 在台湾和大中华市场中，标准速率为$3k/人的工作周 6 成本包含WUSB-NX （$1.49）和enCoRe VI （$2.40）中1千单位的价格 13

19 WUSB-NX解决方案示例 — 触摸鼠标 赛普拉斯解决方案的价值 框图 推荐资料
设计难题 与基于Nordic的软件狗进行通信 降低BOM的成本和设计复杂性 集成了触摸感应和手势检测 提供超过三年的电池寿命 WUSB-NX + enCoRe VI解决方案 WUSB-NX提供Nordic兼容性 enCoRe VI集成微控制器和触摸感应 enCoRe VI支持光学传感器、机械按键、LED和使用ADC电池监控 enCoRe VI具有一个片上库，用于各种手势（包括Windows 8特殊手势） WUSB-NX和enCoRe VI都支持超低功耗 光学传感器 LED GPIO GPIO enCoRe VI 机械按键 M8C MCU 10 触摸感应 8 8 GPIO 3 定时器 8 8 闪存 触摸传感器 ADC 8 8 SPI GPIO 电池 升压转换器 4 SPI 推荐资料 WUSB-NX 数据手册：WUSB-NX（联系销售人员） enCoRe VI（联系销售人员） 应用笔记：WUSB-NX硬件设计指南 套件：WUSB-NX演示套件（联系销售人员） 由Lenovo生产的M600触 摸鼠标 支持Windows 8特殊手势，并 支持在触摸感应滑条上移动 固件 手势库（使能手势检测） WUSB-NX无线通讯控制器固件（允许重新使用基于Nordic的应用和协议固件） 14a

20 WUSB-NX解决方案示例 — 无线触控板 赛普拉斯解决方案的价值 框图 推荐资料 无线触控板的演示 固件 设计难题
与基于Nordic的软件狗通信 采购来自不同供应商的组件 支持多点触摸手势 提供超过三年的电池寿命 WUSB-NX + Gen4触控板模块解决方案 WUSB-NX提供Nordic兼容性 赛普拉斯提供了完整的解决方案： 用于触摸感应的Gen4触控板模块 用于无线通信的WUSB-NX 用于LED和机械按键的enCoRe V LV Gen4触控板模块能够检测多达五个手指手势，其中包括了Windows 8特殊手势 WUSB-NX和enCoRe V LV都支持超低功耗 Gen4触控板模块 机械按键 GPIO Gen4触控板 控制器 44 触控板传感器I/O 触控板传感器 3 I2C GPIO enCoRe V LV WUSB-NX LED 多达29个 4 GPIO SPI 多达29个 推荐资料 数据手册：WUSB-NX（联系销售人员） Gen4触控板模块（联系销售人员） enCoRe V LV 应用笔记：WUSB-NX硬件设计指南 套件：WUSB-NX演示套件（联系销售人员） 机械按键 电池 升压转换器 无线触控板的演示 支持多达五个手指手势，包括 Windows 8特殊手势 固件 触控板固件（运行检测多达五个手指手势，包括Windows 8特殊手势） WUSB-NX无线通讯控制器固件（允许重新使用应用和协议固件） 14b

21 用于RF远程控制的PSoC 4和WUSB-NX 控制
RF USB软件狗 键盘矩阵 加速度计 GPIO GPIO PSoC 4 4 WUSB-NX WUSB-NX 4 enCoRe V ECM1 GPIO SPI 2 Mbps声音 + 数据 链接 SPI FS USB2 PC/ 智能TV GPIO GPIO 触控板 传感器 CapSense按键 和滑条 赛普拉斯的灵活低功耗PSoC 4支持多个HID输入 声音采样：使用内部ADC集成声音采样时，不需要VoRF的外部音频CODEC 声音采样选项：样品大小 = 8/10/12位；采样率 = 8/16 kHz 触摸感应：为触控板支持两个手指手势和CapSense按键/滑条 运动感应：连接加速计 机械按键：连接QWERTY按键矩阵 WUSB-NX为声音+数据传输提供了2 Mbps的数据速率 赛普拉斯的PSoC 4和WUSB-NX为RF远程控制提供了一个完整的解决方案 1 驻极体电容式麦克风 2全速通用串行总线是一个速率为12 Mbps的USB标准 14c