Перевод Ю. Потапова

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, объ╦мы поставок этих устройств вырастут с 56 млн в 2001 году до 1,4 млрд. в 2005. С уч╦том тенденций развития рынка полупроводников, в 2005 году прибыли компаний-производителей только за сч╦т 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. Е╦ 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 при╦мопередатчик. При╦мный 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-при╦мопередатчик.

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 6x6 мм, чем достигнуты высокие электрические характеристики и снижение стоимости за сч╦т 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-при╦мопередатчик 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 5x5 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 производителей однокристальных решений Bluetooth, компания Cambridge Silicon Radio (CSR) анонсировала выпуск своей микросхемы BlueCore01b. Ещ╦ осенью 2000 года компания начала поставлять пользователям набор разработчика CASIRA в комплекте с этим устройством для независимых испытаний. BlueCore01b представляет собой деш╦вое, 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 тр╦х 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 созда╦т ACL-связи по схеме "звезда" между ведущим и всеми ведомыми компьютерами, эмулируя соединения через последовательный порт (аналогично сетевому уровню Bluetooth RFCOMM).

Привед╦нный 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 над╦жный 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 е╦ 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 начн╦тся в 2001 году.

Телефоны

Два самых последних изделия Bluetooth компании Motorola являются первым е╦ опытом по внедрению технологии в системы мобильной связи. Выпуск изделий произош╦л спустя считанные недели после принятия спецификации Bluetooth для пользовательских аксессуаров PCMCIA и USB. Мобильный телефон, оснащ╦нный модулем Bluetooth Smart Module, и PC-карта представляют собой первое законченное решение Bluetooth.

Перспективы

Из представленного обзора видно, что вс╦ 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.