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知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

英國晶片商CSR被高通收購,全球最大的獨立藍牙晶片廠商将藍牙市場拱手讓出。越來越多的SoC廠商和連接配接晶片廠商,都推出了BT、WIFI、FM、ZigBee等多合一無線晶片,看上去獨立的藍牙晶片廠商在市場已經沒有立足之地。

“業界确實推出了很多BT與WIFI等低功耗COMBO晶片,以及面向針對物聯網市場的藍牙SoC,但是針對超低功耗應用方面的應用,例如一些配件産品,如可穿戴裝置,隻有BLE藍牙晶片才能達到要求。” Paal Kastnes認為單獨的藍牙無線晶片在這個市場,不會被COMBO晶片取代。

對于藍牙,絕大部分人都不陌生,這是一種支援裝置短距離通信(一般10m内)的無線電技術。早在Wi-Fi傳輸技術出現之前,藍牙便廣泛運用于各種連接配接裝置之間進行無線資訊交換,在相當長的時間内,占據了傳輸市場的主導地位和主流地位。

随着Wi-Fi等傳輸技術的出現,藍牙在人們心目中的比重似乎開始逐漸下降,但可以肯定的是,藍牙依舊是各類數位産品中不可或缺的子產品。同時,不可忽略的是,藍牙技術本身也在發展,從V1.1到V2.0再到V4.2以及最新版本V5.0,不斷優化和提升。尤其是藍牙技術聯盟6月16日釋出的藍牙5.0标準,在原有的基礎上進一步改善,吸引了廣大使用者關注。

藍牙晶片原廠

1、CSR(被高通收購)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:英國

應用:藍牙耳機。

官網:http://www.csr.com/

2、博通(Broadcom)(被安華高收購)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:美國

主營:無線半導體設計制造、計算和網絡裝置、數字娛樂、寬帶接入産品、移動裝置的片上系統和軟體解決方案

官網:http://www.broadcom.com

3、英飛淩(Infineon)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:德國

主營:汽車系統晶片、ESD/EMI、單片機、射頻和無線控制、傳感器IC、智能卡IC、半導體二極管等。

官網:http://www.infineon.com/

4、德州儀器(TI)(收購了國半NATIONAL SEMICONDUCTOR)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:美國

主營:半導體開發設計制造、模拟電路部件制造、創新性數字信号處理研究制造、傳感控制、教育産品和數字光源等。

官網:http://www.ti.com.cn

5、意法半導體(ST)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:意大利

主營:模拟晶片和電源轉換晶片,機頂盒晶片,分立器件、手機相機子產品和車用內建電路等等。

官網:http://www.st.com/

6、戴樂格半導體(Dialog)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:德國

應用:DA14580被小米手環選用。DA14580是全球尺寸最小、功耗最低、內建度最高的藍牙智能SoC。

主營:電源管理,音頻,短距離無線技術,觸摸,顯示等。

官網:http://www.dialog-semiconductor.com/

7、Nordic Semiconductor ASA
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:美國

主營:超低功耗(Ultra low power, ULP)射頻(RF)專業廠商。

官網:http://www.nordicsemi.com/

8、村田muRata(做藍牙子產品)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:日本

主營:電容器,電感器 (線圈),靜噪元件/EMI靜噪濾波器/靜電保護器件,電阻器,熱敏電阻,傳感器,時鐘元件,聲音元件,電源 ,微型機電産品 ,RFID裝置 ,Matching Devices,濾波器,電路基闆 ,負離子發生器/臭氧發生器等。村田也做用博通、TI的WiFi晶片做WiFi模組,品質高!

官網:http://www.murata.com/

9、炬力內建電路設計有限公司
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:珠海

應用:藍牙音箱、藍牙運動耳機解決方案。

主營:個人便攜多媒體SOC供應商。內建電路晶片包括VR一體機、平闆電腦、智能機頂盒、藍牙音箱、藍牙運動耳機、WiFi音箱、智能兒童玩具等等。

官網:http://www.actions-semi.com/

10、絡達科技股份有限公司
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:台灣

應用:藍牙鍵鼠方案。

主營:國内IC 設計上司廠商, 緻力于開發無線通信的高度內建電路,為客戶提供高性能、低成本的各式射頻/混合信号內建電路元件及完整的藍牙/藍牙低功耗系統單晶片解決方案。産品主要包括手機功率放大器(PA)、射頻開關(T/R Switch)、低噪聲功率放大器(LNA)、數位電視與機頂盒衛星(DVB-S/S2)調諧器,WiFi射頻收發器和藍牙系統單晶片。目前絡達的産品已廣泛使用在各式手機、數位電視與機頂盒、藍牙輸入控制、音訊周邊裝置及穿戴式産品。

官網:http://www.airoha.com/

11、珠海市傑理科技有限公司
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:珠海

應用:藍牙音響系列。

主營:主要從事工業控制、健康檢測、物聯網、智能家居、多媒體SOC晶片的研發。

官網:http://www.zh-jieli.com/

12、義隆電子(Elan)
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)

總部:台灣

應用:藍牙鍵鼠方案。

主營:一家專業晶片研發及子產品化解決方案提供的公司。其核心技術之一是電容式觸控技術(Capacitive Touchpad)。 

官網:http://www.emc.com.tw/

什麼是藍牙?

藍牙技術是一種尖端的開放式無線通訊标準,能夠在短距離範圍内無線連接配接桌上型電腦與筆記本電腦、便攜裝置、PDA、行動電話、拍照手機、列印機、數位相機、耳麥、鍵盤甚至是電腦滑鼠。

    利用“藍牙”技術,能夠有效地簡化移動通信終端裝置之間的通信,也能夠簡化裝置與網際網路Internet之間的通信,進而資料傳輸變得更加迅速高效。

    藍牙采用分散式網絡結構以及快跳頻和短包技術,支援點對點及點對多點通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業、科學、醫學)頻段。其資料速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實作全雙工傳輸。

    藍牙協定堆棧依照其功能可分四層:核心協定層(HCI、LMP、L2CAP、SDP)、線纜替換協定層(RFCOMM)、電話控制協定層(TCS-BIN)和選用協定層(PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE)。

簡言之,藍牙技術讓各種數位裝置之間能夠無線溝通,讓散落各種連線的桌面成為曆史。有了藍牙無線技術,你就可以輕松連接配接你的電腦和便攜裝置、行動電話以及其它外圍裝置――在 9 米(30英尺)距離之内以無線方式彼此連接配接。

相比于其他無線技術:紅外、無線2.4G、WiFi來說,藍牙具有加密措施完善,傳輸過程穩定以及相容裝置豐富等諸多優點。尤其是在授權門檻逐漸降低的今天,藍牙技術開始真正普及到所有的數位裝置。不過,藍牙這一路走來也并非完美,從1.0到4.2,再到現在的5.0,是一個不平凡的過程。

藍牙名字的來源

這要源于一個小故事。

公元940-985年,哈洛德。布美塔特(Harald Blatand),後人稱Harald Bluetooth,統一了整個丹麥。他的名字“Blatand”可能取自兩個古老的丹麥詞語。“bla”意思是黑皮膚的,而“tan”是偉人的含義。和許多君王一樣 ,哈洛德四 處擴張,為政治、經濟和榮譽而征戰。公元960年哈洛德到達了他權力的最高點,征服了整個丹麥和挪威。而藍牙是這個丹麥國王Viking的“綽号”,因為他愛吃藍梅,牙齒被染藍,是以而得這一“綽号”。

    在行業協會籌備階段,需要一個極具有表現力的名字來命名這項高新技術。行業組織人員,在經過一夜關于歐洲曆史和未來無線技術發展的讨論後,有些人認為用Blatand國王的名字命名再合适不過了。Blatand國王将挪威,瑞典和丹麥統一起來;他的口齒伶俐,善于交際,就如同這項即将面世的技術,技術将被定義為允許不同工業領域之間的協調工作,保持着各個系統領域之間的良好交流,例如計算機,手機和汽車行業之間的工作。

為什麼要推出藍牙?

藍牙技術最初由愛立信創制。技術始于愛立信公司的1994方案,它是研究在行動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通信連接配接的方法。發明者希望為裝置間的通訊創造一組統一規則(标準化協定),以解決使用者間互不相容的移動電子裝置。

    研究的目的是要找到一種方法,能夠除掉連接配接行動電話和PC卡、耳機、台式電腦及其他裝置之間的電纜。此項研究是一個大項目的一部分,該項目是要研究如何将各種不同的通信裝置通過行動電話接入到蜂窩網上。公司得出結論,這種連接配接的最後一段應該是短距離的無線連接配接。随着項目的進展,日益明朗化的是短距離無線通信的應用範圍幾乎無限廣闊。

    1997年,愛立信公司借此概念接觸了移動裝置制造商,讨論其項目合作發展,結果獲得支援。

    1998年5月,愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著名廠商,在聯合開展短程無線通信技術的标準化活動時提出了藍牙技術。

    1999年5月20日,這五家廠商成立了藍牙“特别興趣組”(Special Interest Group,SIG),即藍牙技術聯盟的前身,以使藍牙技術能夠成為未來的無線通信标準。晶片霸主Intel公司負責半導體晶片和傳輸軟體的開發,愛立信負責無線射頻和行動電話軟體的開發,IBM和東芝負責筆記本電腦接口規格的開發。

    1999年下半年,著名的業界巨頭微軟、摩托羅拉、三星、朗訊與藍牙特别小組的五家公司共同發起成立了藍牙技術推廣組織,進而在全球範圍内掀起了一股“藍牙”熱潮。全球業界即将開發一大批藍牙技術的應用産品,使藍牙技術呈現出極其廣闊的市場前景,并預示着21世紀初将迎來波瀾壯闊的全球無線通信浪潮。

    到2000年4月,SIG的成員數已超過1500,其成長速度超過任何其他的無線聯盟。這些公司聯合開發了藍牙1.0标準,并于1999年7月公布。藍牙标準包括兩個檔案:

    基礎核心協定——提供設計标準;

    基礎應用規範——提供互操作性準則。

    核心協定檔案描述了射頻、基帶、鍊路管理器、業務發現協定、傳輸層以及與其他協定的互操作性等内容;應用規範檔案描述了各種不同類型的藍牙應用所要求的協定和過程。

    2006年10月13日,Bluetooth SIG(藍牙技術聯盟)宣布聯想公司取代IBM在該組織中的創始成員位置,并立即生效。通過成為創始成員,聯想将與其他業界上司廠商傑爾系統公司、愛立信公司、英特爾公司、微軟公司、摩托羅拉公司、諾基亞公司和東芝公司一樣擁有藍牙技術聯盟董事會中的一席,并積極推動藍牙标準的發展。

除了創始成員以外,Bluetooth SIG還包括200多家聯盟成員公司以及約6000家應用成員企業。而企業隻要使用“藍牙(Bluetooth)”相關商标在市場上銷售産品,都必須向藍牙技術聯盟交納商标使用費和産品認證費。

2008年,藍牙技術聯盟準備新設立一個“初級應用成員公司”的會員級别,如果是年營業額小于300萬美元的中小企業,入會費為零,認證兩款藍牙産品的費用降至2500美元。

藍牙的版本演進及其發展史

在5.0之前,藍牙經過了多個版本的演進,主要為1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1和4.2。
知名藍牙晶片原廠及其發展應用史(含藍牙V1.0-V5.0介紹)
  • EDR:全稱為Enhanced Data Rate。通過提高多任務處理和多種藍牙裝置同時運作的能力,EDR使得藍牙裝置的傳輸速度可達3Mbps。
  • HS:全稱為High Speed。HS使得Bluetooth能利用WiFi作為傳輸方式進行資料傳輸,其支援的傳輸速度最高可達24Mbps。其核心是在802.11的基礎上,通過內建802.11協定适配層,使得藍牙協定棧可以根據任務和裝置的不同,選擇正确的射頻。
  • BLE:全稱為Bluetooth Low Energy。藍牙規範4.0最重要的一個特性就是低功耗。BLE使得藍牙裝置可通過一粒紐扣電池供電以維持續工作數年之久。很明顯,BLE使得藍牙裝置在鐘表、遠端控制、醫療保健及運動感應器等市場具有極光明的應用場景。
◆藍牙1.1标準
1.1 為最早期版本,傳輸率約在748~810kb/s,因是早期設計,容易受到同頻率之産品所幹擾下影響通訊品質。
◆藍牙1.2标準
1.2 同樣是隻有 748~810kb/s 的傳輸率,但在加上了(改善 Software)抗幹擾跳頻功能。
◆ 藍牙2.0标準

2.0是1.2的改良提升版,傳輸率約在1.8M/s~2.1M/s,開始支援雙工模式——即一面作語音通訊,同時亦可以傳輸檔案/高質素圖檔,2.0版本當然也支援Stereo運作。

    應用最為廣泛的是Bluetooth2.0+EDR标準,該标準在2004年已經推出,支援Bluetooth2.0+EDR标準的産品也于2006年大量出現。

    雖然Bluetooth2.0+EDR标準在技術上作了大量的改進,但從1.X标準延續下來的配置流程複雜和裝置功耗較大的問題依然存在。

◆ 藍牙2.1标準
2007年8月2日,藍牙技術聯盟今天正式準許了藍牙2.1版規範,即“藍牙2.1+EDR”,可供未來的裝置自由使用。和2.0版本同時代産品,目前仍然占據藍牙市場較大份額,相對2.0版本主要是提高了待機時間2倍以上,技術标準沒有根本性變化。
◆ 藍牙3.0标準

2009年4月21日,藍牙技術聯盟(BluetoothSIG)正式頒布了新一代标準規範"BluetoothCoreSpecificationVersion3.0HighSpeed"(藍牙核心規範3.0版),藍牙3.0的核心是"GenericAlternateMAC/PHY"(AMP),這是一種全新的交替射頻技術,允許藍牙協定棧針對任一任務動态地選擇正确射頻。

    藍牙3.0的資料傳輸率提高到了大約24Mbps(即可在需要的時候調用802.11WI-FI用于實作高速資料傳輸)。在傳輸速度上,藍牙3.0是藍牙2.0的八倍,可以輕松用于錄像機至高清電視、PC至PMP、UMPC至列印機之間的資料傳輸,但是需要雙方都達到此标準才能實作功能。

◆ 藍牙4.0标準
藍牙4.0規範于2010年7月7日正式釋出,新版本的最大意義在于低功耗,同時加強不同OEM廠商之間的裝置相容性,并且降低延遲,理論最高傳輸速度依然為24Mbps(即3MB/s),有效覆寫範圍擴大到100米(之前的版本為10米)。該标準晶片被大量的手機、平闆所采用,如蘋果TheNewiPad平闆電腦,以及蘋果iPhone5、魅族MX4、HTCOneX等手機上帶有藍牙4.0功能。
◆ 藍牙4.1标準

藍牙4.1于2013年12月6日釋出,與LTE無線電信号之間如果同時傳輸資料,那麼藍牙4.1可以自動協調兩者的傳輸資訊,理論上可以減少其它信号對藍牙4.1的幹擾。改進是提升了連接配接速度并且更加智能化,比如減少了裝置之間重新連接配接的時間,意味着使用者如果走出了藍牙4.1的信号範圍并且斷開連接配接的時間不算很長,當使用者再次回到信号範圍中之後裝置将自動連接配接,反應時間要比藍牙4.0更短。最後一個改進之處是提高傳輸效率,如果使用者連接配接的裝置非常多,比如連接配接了多部可穿戴裝置,彼此之間的資訊都能即時發送到接接收裝置上。

    除此之外,藍牙4.1也為開發人員增加了更多的靈活性,這個改變對普通使用者沒有很大影響,但是對于軟體開發者來說是很重要的,因為為了應對逐漸興起的可穿戴裝置,那麼藍牙必須能夠支援同時連接配接多部裝置。

◆ 藍牙4.2标準

2014年12月4日,最新的藍牙4.2标準頒布。藍牙4.2标準的公布,不僅改善了資料傳輸速度和隐私保護程度,還接入了該裝置将可直接通過IPv6和6LoWPAN接入網際網路。

    首先是速度方面變得更加快速。盡管藍牙4.1版本已在之前的基礎上提升了不少,但遠遠不能滿足使用者的需求,同Wi-Fi相比,顯得優勢不足。而藍牙4.2标準通過藍牙智能(Bluetooth Smart)資料包的容量提高,其可容納的資料量相當于此前的10倍左右,兩部藍牙裝置之間的資料傳輸速度提高了2.5倍。

    其次,隐私保護程度地加強也獲得衆多使用者的好評。我們知道,藍牙4.1以及其之前的版本在隐私安全上存在一定的隐患——連接配接一次之後便無需再确認便自動連接配接,容易造成隐私洩露。而在藍牙4.2新的标準下,藍牙信号想要連接配接或者追蹤使用者裝置必須經過使用者許可,否則藍牙信号将無法連接配接和追蹤使用者裝置。

    當然,最令人期待的還是新版本通過IPv6和6LoWPAN接入網際網路的功能。早在藍牙4.1版本時,藍牙技術聯盟便已經開始嘗試接入,但由于之前版本傳輸率的限制以及網絡晶片的不相容新,并未完全實作這一功能。而據藍牙技術聯盟稱,藍牙4.2新标準已可直接通過IPv6和6LoWPAN接入網際網路。相信在此基礎上,一旦可IPv6和6LoWPAN廣泛運用,此功能将會吸引更多的關注。

    另外不得不提的是,對較老的藍牙擴充卡來說,藍牙4.2的部分功能将可通過軟體更新的方式獲得,但并非所有功能都可擷取。藍牙技術聯盟稱:“隐私功能或可通過固件更新的方式獲得,但要視制造商的安裝啟用而定。速度提升和資料包擴大的功能則将要求硬體更新才能做到。”而到目前為止,藍牙4.0仍是消費者裝置最常用的标準,不過Android Lollipop等移動平台已經開始添加對藍牙4.1标準和藍牙4.2标準的原生支援。

◆ 藍牙5.0标準

美國時間2016年6月16日,藍牙技術聯盟(SIG)在華盛頓正式釋出了第五代藍牙技術(簡稱藍牙5.0),不僅速度提升2倍、距離遠4倍,還優化IoT物聯網底層功能。

    性能方面,藍牙5.0标準傳輸速度是之前4.2LE版本的兩倍,有效距離則是上一版本的4倍,即藍牙發射和接收裝置之間的理論有效工作距離增至300米。

    另外,藍牙5.0還允許無需配對接受信标的資料,比如廣告、Beacon、位置資訊等,傳輸率提高了8倍。同時藍牙5.0标準還針對IoT物聯網進行底層優化,更快更省電,力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務。

藍牙技術聯盟稱,目前全球的藍牙裝置已經超過了82億。并預計藍牙5.0标準将于2016年年底或2017年年初正式推出,搭載藍牙5.0晶片的旗艦級手機将于2017年問世,據稱蘋果将為成為第一批使用該項技術的廠商之一。

藍牙技術的應用

  • 智能穿戴裝置(如藍牙手環)
  • 物聯網
  • 藍牙音箱
  • 藍牙耳機
  • 藍牙鍵鼠
  • 智能手機
  • 平闆電腦
  • 高清電視
  • 筆記本電腦
  • 各種短距離無線傳輸應用(如列印機)
  • 其他應用

總言之,藍牙具有加密措施完善,傳輸過程穩定以及相容裝置豐富等諸多優點。同時也與我們的生活、工作、駕駛、娛樂、多媒體密切相關,通過使用藍牙技術産品,人們可以免除居家辦公電纜纏繞的苦惱,通過連接配接手機至揚聲器召開免提電話會議,通過無線立體聲耳機收聽從家庭音響或其它類似音頻裝置傳送的流音樂。

    藍牙标準的每一代更新,相信對平闆手機等電子産品都充滿了吸引力。而搭載更高版本藍牙标準的産品,則會提升整體效能,例如有更廣泛的配對範圍、更高的傳輸速度、更加節能、直接接入網際網路等等。相信未來藍牙的應用會更加廣泛,更加貼合使用者。

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