設計更智能、更小巧的藍牙醫療保健和可穿戴設備
想要構建外形小巧且要求嚴格的藍牙醫療保健設備，不僅僅是從市場上挑選最小的硬件組件，您還可以通過優化物料表（?BOM?）來減小產品尺寸，使用集成的藍牙?SoC?和模塊，并包括醫療保健應用中所需的各種**功能和特性，可以節省大量?PCB?尺寸，提高設計靈活性，并降低成本。
想要設計藍牙醫療保健設備，可以通過以下幾個設計概念，來加速產品的開發與集成許多的功能。首先，藍牙醫療保健設備可采用集成式?AI/ML?加速器，來增進設備的智能控制功能，通過機器學習（?ML?）可允許根據現有模型處理大量傳感器數據，以識別異常情況，并確定需要將哪些數據傳輸回云。如今的無線設備可將所有收集到的數據傳輸回云進行處理和分析。通過識別設備上的關鍵數據，只需要傳輸回某些數據子集，將可節省寶貴的資源并延長電池壽命。
人工智能（?AI?）也可以用于原居安老等應用，在這些應用中，監測生命體征、查看數據變化、觀察步態等，以及通常識別非正常模式，可以為提供者提供關鍵的診斷數據，并向護理人員和親人觸發救生警報，從而大大改善、甚至挽救患者的生命。
此外，這些產品需要集成許多的模擬**器件，像是?ADC?可用于許多無線醫療保健設備和可穿戴設備，以實現傳感器測量和電池電源監控。對于采用基于分離模擬前端（?AFE?）解決方案的連續血糖監測（?CGM?）和其他便攜式醫療保健設備制造商而言，?ADC?和?DAC?是可在芯片上使用的兩種關鍵功能。
低功耗以提高能源效率和電池壽命
DC-DC?轉換器則是電池供電醫療保健設備的一項重要功能，升壓轉換器允許?SoC?使用堿性和氧化銀等低壓電池，輸入范圍為?0.8?至?1.7 V?，使藍牙?SoC?能夠在較低的電源電壓下工作。降壓轉換器允許?SoC?使用其他的?3V?電池，例如鋰鈕扣電池，它用于提高能源效率和電池壽命或減小電池尺寸。
為了預測和防止在關鍵健康應用的使用過程中出現意外電池耗盡，庫侖計數器這種電荷計量器可準確跟蹤電池電量，以增強用戶的安全和體驗。此外，低頻?RC?振蕩器也是藍牙低功耗（?LE?）?2.4 GHz?應用的關鍵器件，藍牙低功耗?SoC?需要滿足?±500 ppm?的指定睡眠時鐘精度。
由于醫療保健設備和可穿戴設備使用的功率級別較低，這意味著在匹配絡時，需要減少設計中的?PCB?層和器件數量，同時保持可接受的射頻（?RF?）性能，并將藍牙設備的功耗降至最低，使設備制造商能夠減小設備外形尺寸。
全球?AR/VR?設備市場前景看好
目前的消費者越來越以家庭為中心?——?工作、教育、醫療保健、購物和必須能夠在家中進行，憑借?AR/VR?技術，真實世界和數字世界的界限也在相互交織。您可以戴上?AR/VR?頭戴式顯示器（?HMD?），拿起一對手持控制器，真正地沉浸在?3D?游戲或電影中。或者您可以直接在家中進入一個逼真的虛擬購物中心，試穿新衣服，或者查看新沙發的外觀。?AR/VR?應用可以增強消費者體驗，使我們的生活更加高效，而到?2027?年，全球?AR/VR?設備市場中?AR/VR?應用的復合年增長率（?CAGR?）預計將達到?26%?。
可穿戴?AR/VR?設備帶來了獨特的無線設計挑戰，它們必須非常節能，以最大限度地延長電池壽命和充電間隔，并盡可能減少電池重量，同時處理高帶寬視頻以帶來自然的視覺體驗。?VR?控制器和?HMD?之間的延遲至關重要，其必須以最小的延遲進行通信，以便對手勢和動作做出及時響應。
AR?和?VR?應用有三個關鍵無線要求：低功耗、低延遲和穩定的連接。其中的能效對于改善?VR?控制器、智能眼鏡和?AR/VR?頭戴設備等電池供電和可充電設備的用戶體驗至關重要。此外，安全是聯設備用戶最關心的問題之一，?HMD?和?VR?控制器都可以成為家庭絡遭受惡意攻擊的大門。
高度集成的藍牙低功耗?SoC
Silicon Labs?針對藍牙無線連接與控制應用，推出了多款的?SoC?與模塊，以下將為您介紹一些代表產品的功能與特性。
EFR32BG22?系列?2?藍牙低功耗?SoC?是一款具有行業前沿的能效和接收器（?RX?）靈敏度的?SoC?，適用于節能型智能設備。這款?SoC?僅有?4 x 4 mm?的小尺寸，并支持?Secure Vault?安全功能。?EFR32BG22?和?EFR32BG22E?藍牙低功耗無線?SoC?解決方案是?Wireless Gecko Series 2?平臺的一部分。這些器件的設計高度注重能源效率，提供一流的超低傳輸功率和接收功率，高性能、低功耗?Arm? Cortex? -M33?內核提供業界領先的能源效率，可將鈕扣電池壽命延長長達十年。
Silicon Labs?的?BG22?能夠協助創建節能應用，而?BG22E?（?“E”?表示節能）通過延長電池壽命和支持完全無需電池的設計，進一步增強了節能優勢。?BG22?和?BG22E?系列是適用于環境物聯或能量收集設備的市場領先的理想?SoC?，目標應用包括藍牙狀絡低功耗節點、智能門鎖、個人醫療保健和健身設備。
EFR32BG27?系列?2?藍牙低功耗?SoC?則是采用?WLCSP?（?2.3 x 2.6 mm?）和?QFN?封裝的緊湊型超低功耗?SoC?，支持高性能藍牙低功耗。?DCDC?升壓可實現寬電壓范圍，庫侖計數器可準確跟蹤電池電量，支持?PSA 2?級安全性。?EFR32BG27?系列無線?SoC?使用鈕扣電池即可運行，從而開創了新的可能性。現在，設備制造商可以在不犧牲性能和安全性的情況下，滿足極小封裝應用的需求。
BG27?藍牙?SoC?集成?DCDC?升壓功能，可在低至?0.8?伏的電壓下工作，支持單節堿性和?1.5?伏鈕扣電池。此外，?BG27?的喚醒引腳可使倉庫或運輸途中的產品數月保持關閉狀態，功耗不到?20 nA?，確保電池保持電量可供使用。集成式庫侖計數器能夠精確監控電池電量，避免關鍵應用出現意外電池耗盡。目標應用包括互聯醫療保健設備、可穿戴設備、傳感器、開關、智能門鎖以及商用和?LED?照明。
EFR32BG24?系列?2?藍牙低功耗?SoC - EFR32BG24?是具有高性能無線和低功耗?SoC?，適用于電池高效型智能可穿戴設備，具有集成?AI/ML?加速器和獲得最高?PSA 3?級認證的?Secure Vault??安全功能。?EFR32BG24?無線?SoC?是使用藍牙低功耗和藍牙狀絡實現物聯無線連接的理想選擇，適用于智能家居、照明和便攜式醫療保健產品。
EFR32BG24?憑借高性能?2.4 GHz RF?、低電流消耗、?AI/ML?硬件加速器和?Secure Vault??等關鍵功能，物聯設備制造商可以創建智能、穩健、節能的產品，避免遠程和本地絡攻擊。?ARM Cortex? -M33?運行高達?78 MHz?，具有?1.5 MB?的閃存和?256kB?的?RAM?，可為要求苛刻的應用提供資源，同時為未來增長留出空間。目標應用包括關／集線器、傳感器、開關、門鎖、智能插頭、?LED?照明、燈具、血糖儀和脈搏血氧計。
滿足超低功耗物聯無線設備需求的解決方案
EFR32FG22?（?FG22?）系列?2?專有無線?2.4 Ghz SoC?是具有行業前沿的能效和接收器（?RX?）靈敏度的?SoC?，適用于節能型智能設備，僅有?4 x 4 mm?的小尺寸和支持?Secure Vault?安全功能。?EFR32FG22?和?EFR32FG22E?專有無線?2.4 Ghz SoC?解決方案是?Wireless Gecko Series 2?平臺的一部分。
FG22 SoC?將?38.4 MHz Arm? Cortex?-M33?內核與?TrustZone?以及接收靈敏度達?-102.3 dBm?的高性能無線電集成在一起。?FG22?讓您能夠創建節能應用，而?FG22E?（?“E”?表示節能）通過延長電池壽命和支持完全無需電池的設計，進一步增強了節能優勢。這款?SoC?將超低傳輸和接收功率（?+6 dBm?下為?8.2 mA TX?，?3.6 mA RX?）、?1.2 μA?深度睡眠模式功率，以及諸如?RFSense?之類創新低功耗功能組合在一起，提供業界領先的能源效率，可延長電池有限或能量收集選項的產品的運行壽命。
Silicon Labs RS9116?無線模塊則是帶集成天線的超低功耗?RF?認證?Wi-Fi 4 SiP?模塊（?802.11 b/g/n?），支持藍牙低功耗、經典藍牙（?Bluetooth Classic?）和安全絡協議棧，具有?4.63 x 7.90 x 0.9 mm?的緊湊尺寸。?RS9116?無線模塊是單波段和雙波段模塊，可提供全面的多協議無線連接解決方案，包括?Wi-Fi?和雙模藍牙?5?。無線模塊具有功率優化性能，可提供高數據吞吐量和擴展的范圍，無線模塊并已通過?FCC?、?IC?和?ETSI/CE?認證。
SiWx917 Wi-Fi 6?和藍牙低功耗?5.4?無線?SoC?是一款支持低功耗?Wi-Fi 6?與藍牙低功耗的?SoC?，適用于需要節能的智能設備，內置高達?8 MB?的閃存和外部?PSRAM?。?SiWx917 SoC?是?Silicon Labs?功耗最低的?Wi-Fi 6 SoC?，是使用?Wi-Fi??、藍牙、?Matter?和?IP?絡實現安全云連接的超低功耗物聯無線設備的理想之選，非常適合于開發需由使用時間較長的電池供電的設備。
SiWx917 SoC?包括超低功耗?Wi-Fi 6?及藍牙低功耗?5.4?無線?CPU?子系統，以及集成微控制器（?MCU?）應用子系統、安全功能、**器件和電源管理子系統，所有這些都集成在一個尺寸為?7 x 7 mm?的?QFN?封裝中。無線子系統由運行速度高達?160 MHz?的多線程處理器、基帶數字信號處理、模擬前端、?2.4 GHz RF?收發器和集成功率放大器組成。
SiWx917?的應用子系統由運行頻率高達?180 MHz?的?ARM? Cortex?-M4F?、嵌入式?SRAM?、閃存和傳感器集線器組成。?ARM? Cortex?-M4F?專門用于**器件和應用相關處理，而絡無線處理器在獨立線程上運行無線和絡協議棧，因此可提供完全集成的解決方案，可直接用于各種嵌入式無線物聯應用。目標應用場景包括智能家居、消費者健康和可穿戴設備、醫療保健、工業、零售、智能建筑和城市、資產跟蹤。
結語
在當前快速變遷的環境中，開發智能設備不僅僅是技術創新，更是滿足用戶需求與提升生活質量的重要途徑。在設計智能設備的過程中，設計者可通過運用先進的傳感技術、大數據分析與人工智能等現代，智能設備能夠實現更高效、更智能的互動方式，為用戶帶來更加便利和舒適的生活體驗。?Silicon Labs?擁有完整的產品解決方案與技術支持服務，將是您開發相關產品的最佳合作伙伴之一。