Чипсеты для Bluetooth
Последние маркетинговые исследования показывают, что несмотря на некоторую
задержку, ожидается бурное развитие рынка Bluetooth-устройств. По оценкам
аналитической организации Allied Business Intelligence, объёмы поставок
этих устройств вырастут с 56 млн в 2001 году до 1,4 млрд. в 2005. С
учётом тенденций развития рынка полупроводников, в 2005 году прибыли
компаний-производителей только за счёт Bluetooth-устройств составят
5,6 млрд. долларов.
О выпуске новых изделий в этой области заявили компании Texas Instruments,
Alpha, Infineon Technologies и Cambridge Silicon Radio. Компании Toshiba
и Motorola представили комплексные решения в области компьютерного оборудования,
использующего технологию Bluetooth.
GaAs
По мнению специалистов компании Alpha, несмотря на то, что основная
масса Bluetooth-устройств изготавливается по технологии на базе кремния,
нельзя сбрасывать со счетов и арсенид галлия. Это заявление компания
недавно подтвердила поставкой крупной партии GaAs полупроводниковых
устройств фирме Digianswer, занимающейся производством сетевого оборудования,
использующего технологию Bluetooth.
GaAs монолитные СВЧ-микросхемы, выполненные по PHEMT-технологии, обеспечивают
оптимальную комбинацию таких критериев, как отличные электрические характеристики,
малые габаритные размеры и низкая стоимость. Тем не менее, компания
имеет все необходимые ресурсы для перехода от GaAs к самым современным
технологиям.
Чипсет
Аналогично большинству компаний, выпускающих Bluetooth-устройства,
фирма Infineon Technologies ориентируется на стандартный технологический
процесс на базе кремния. Её первой Bluetooth-системой является чипсет
Bluemoon. Этот набор из двух микросхем является сейчас самым малогабаритным
Bluetooth-устройством на рынке и объединяет в себе модуль обработки
сигналов, администратор связей и интерфейс с хост-контроллером, а также
высокочастотный приёмопередатчик. Приёмный тракт имеет встроенный фильтр
ПЧ и не требует никаких внешних частотно-избирательных устройств, необходимых
для соответствия требованиям спецификации Bluetooth.
Согласно информации, представленной компанией Infineon, чипсет Bluemoon
выполнен по технологии BiCMOS и является полностью программно управляемой
системой, которая может быть без труда подстроена в соответствии с изменениями
в спецификации Bluetooth. На рис. 1 изображены структурные схемы этих
двух микросхем.
BiCMOS-трансивер
Компания Texas Instruments также заявила о выпуске собственного законченного
Bluetooth-чипсета. Он изготовлен на основе 0,18-мкм процесса и объединяет
в себе модуль видеообработки на базе ОЗУ с полностью интегрированным
программным стеком и высокочувствительный высокочастотный BiCMOS-приёмопередатчик.
В устройстве BSN6030 реализован контроллер видеообработки Bluetooth
на базе ячеек памяти, а также программный стек с интерфейсом хост-контроллера.
Высокая степень интеграции позволила выполнить устройство на кристалле
размером 6ґ6 мм, чем достигнуты высокие электрические характеристики
и снижение стоимости за счёт отказа от использования внешнего запоминающего
устройства. Первая версия контроллера обеспечивает передачу информации
в системах point–point, а последующие позволят работать в системах по
схеме point–multipoint.
СВЧ-приёмопередатчик TRF60001 имеет чувствительность по уровню менее
–86 дБм при выходном коэффициенте побитовых ошибок 10-3, что на 16 дБ
лучше существующей спецификации Bluetooth. При наличии внешнего усилителя
мощности устройство будет соответствовать спецификации Bluetooth для
устройств большой мощности. Трансивер реализован на кристалле 5ґ5 мм.
Это означает, что обе микросхемы вместе занимают площадь меньшую, чем
требуется для стандартного 8-мм квадратного корпуса. Блок-схема чипсета
представлена на рис. 2.
Сетевые игры через Bluetooth
Один из ведущих европейских про-
изводителей однокристальных решений Bluetooth, компания Cambridge Silicon
Radio (CSR) анонсировала выпуск своей микросхемы BlueCore01b. Ещё осенью
2000 года компания начала поставлять пользователям набор разработчика
CASIRA в комплекте с этим устройством для независимых испытаний. BlueCore01b
представляет собой дешёвое, высокоинтегрированное решение для работы
в системах point–multipoint. Недавно компания продемонстрировала производительность
своего оборудования на примере сетевой игры Quake 2. Три ноутбука были
оборудованы модулями CASIRA с устройствами BlueCore01b и работали в
режиме хоста. Вместо традиционной связи с использованием протоколов
TCP/IP или последовательных портов, компьютеры связывались между собой
по радио посредством протокола Bluetooth piconet, а скорости передачи
данных хватало для полноценной игры трёх игроков в режиме Deathmath.
Архитектура клиент-сервер
В сети, работающей под управлени ем протокола Bluetooth piconet, один
из компьютеров работает в режиме ведущего (master), а все остальные
— в качестве ведомых (slave). Это полностью соответствует необходимой
для игры сетевой архитектуре книент–сервер: сервер инициализирует многопользовательскую
игру, к которой последовательно подключаются отдельные игроки.
Сетевая отработка строится на принципе последовательной сети. Когда
игровая программа запускается на ведомом компьютере, сетевое устройство
переводится в сканирующий режим запроса, позволяющий ведущему компьютеру
его обнаружить. Запущенная на ведущем компьютере программа создаёт ACL-связи
по схеме “звезда” между ведущим и всеми ведомыми компьютерами, эмулируя
соединения через последовательный порт (аналогично сетевому уровню Bluetooth
RFCOMM).
Приведённый пример наглядно иллюстрирует потенциальные возможности и
универсальность сетевых решений point–multipoint для передачи данных
в режиме реального времени с использованием технологии Bluetooth.
Система
Подразделение Lucent Technologies Microelectronics Group сообщило о
разработке собственного однокристального решения для систем Bluetooth,
интегрирующего в себе и модуль видеообработки, и ВЧ-тракт.
Для реализации своих планов по освоению беспроводной технологии Bluetooth
компания Lucent заключила два важных соглашения. В качестве производителя
многослойных низкотемпературных подложек была выбрана компания CTS,
чья технология LTCC будет использована для упаковки собственной радиосистемы
W7020 в надёжный и миниатюрный корпус, а компания LTX будет поставлять
производственное и измерительное оборудование, необходимое для обеспечения
массового выпуска изделий Bluetooth.
Сетевые платы
Компания Toshiba, одна из основа телей ассоциации Bluetooth Special
Interest Group, заявила о выпуске на территории Северной Америки своего
первого Bluetooth-продукта — сетевой карты PCMCIA Type 2 стоимостью
около $200. По внешнему исполнению и функциональному назначению это
устройство аналогично WLAN-карте, выполненной по стандарту 802.11. Однако,
так как устройства Bluetooth имеют меньшие зону охвата и скорость передачи
данных, они будут использоваться, главным образом, для создания “персональных
беспроводных сетей” и передачи данных и файлов, например, между ноутбуком
и локальной сетью.
Выпуск данной PC-карты является ключевым этапом на пути широкого распространения
устройств Bluetooth. Для того, чтобы это случилось, прежде всего необходимо
добиться снижения стоимости конечного изделия до $100 и ниже. Это ожидается,
когда рынок мобильных устройств окончательно примет Bluetooth-технологию.
Процесс этот уже начался. В Европе технология Bluetooth уже получила
достаточное распространение, а продвижение её на североамериканский
рынок сдерживается рядом организационных проблем, которые должны разрешиться
в ближайшее время. По мнению представителей компании Toshiba, массовое
внедрение мобильных устройств Bluetooth в США начнётся в 2001 году.
Телефоны
Два самых последних изделия Bluetooth компании Motorola являются первым
её опытом по внедрению технологии в системы мобильной связи. Выпуск
изделий произошёл спустя считанные недели после принятия спецификации
Bluetooth для пользовательских аксессуаров PCMCIA и USB. Мобильный телефон,
оснащённый модулем Bluetooth Smart Module, и PC-карта представляют собой
первое законченное решение Bluetooth.
Перспективы
Из представленного обзора видно, что всё больше и больше компаний
осваивают технологию Bluetooth и стремятся предоставить OEM-производителям
свои решения в области беспроводной связи. Однако сейчас у них на пути
слишком много трудностей, главная из которых — высокая стоимость первых
выпущенных устройств.
Со временем системы Bluetooth найдут широкое применение в различном
электронном оборудовании, начиная с мобильных телефонов, компьютерного
оборудования и заканчивая промышленными системами. Однако, по заявлению
аналитического центра Allied Business Intelligence, к 2005 году Bluetooth-устройства
составят менее 47% от общего числа мобильных телефонов, что меньше 65%
в 2002 году. По мере того, как будет происходить это снижение, устройства
Bluetooth начнут быстро проникать в бытовую электронику, компьютеры
и другие сегменты рынка. Развитию будет способствовать всплеск активности
компаний производителей полупроводников, которые представят широкий
набор конкурентоспособных изделий. Технологические инновации в этой
области будут происходить настолько быстро, что к 2003 году стоимость
одного Bluetooth-модуля составит не более $5.
С другой стороны, и это подтверждается исследованиями ряда других аналитических
организаций, имеется слишком много проблем для внедрения Bluetooth-устройств
в настоящее время. Связано это с весьма разнообразным набором причин,
сдерживающих развитие рынка на начальном этапе. Однако во второй половине
2002 года в этой области ожидается прорыв.
Microwave Engineering Europe, ноябрь 2000 г.
