Escolher entre um módulo Bluetooth LE e um System-on-Chip (SoC) é uma decisão crítica, mas desafiadora no design de dispositivos Bluetooth . Cada opção oferece seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens, tornando essencial avaliar cuidadosamente o desempenho, os recursos e os custos.

Como especialista experiente em tecnologia Bluetooth, a RF - star pretende simplificar o processo de tomada de decisão, fornecendo uma comparação detalhada entre chipsets Bluetooth e módulos . Este guia o ajudará a fazer a melhor escolha com base em seu volume de produção , conhecimento técnico , orçamento e tempo de colocação no mercado.

O que é um SoC Bluetooth ?

Um Bluetooth System-on-Chip (SoC) é um circuito integrado (IC) que facilita a comunicação Bluetooth dentro de um dispositivo. Ele normalmente inclui um processador central, transceptor RF, memória e circuitos auxiliares. O SoC serve como o coração da comunicação Bluetooth, gerenciando a transmissão e o processamento de dados .

O que é um módulo Bluetooth?

Por outro lado, um módulo Bluetooth LE é uma unidade pré-certificada que atua como uma solução de comunicação Bluetooth abrangente e de baixo consumo de energia . Ele integra um SoC Bluetooth LE com componentes adicionais, como circuitos de RF, osciladores de cristal, circuitos de correspondência de antena, antenas, Balun e interfaces periféricas em uma placa de circuito impresso ( PCB ) . O módulo é uma solução plug-and-play pré-embalada que simplifica significativamente o desenvolvimento do produto , permitindo que os desenvolvedores se concentrem na funcionalidade do produto de nível superior sem se preocupar com o design de RF subjacente.

Amostras de módulo TI CC2340 SoC e RF-star RF-BM-2340B1

Módulo Bluetooth LE vs. SoC : uma comparação detalhada

Usaremos as seguintes métricas principais para comparar as diferenças entre o módulo Bluetooth LE e o SoC:

• Função
• Facilidade de uso
• Aplicativo
• Custo

1. Diferenças Funcionais

Um SoC Bluetooth fornece as funcionalidades essenciais para comunicação Bluetooth, mas requer componentes periféricos adicionais para criar um sistema totalmente operacional. Os desenvolvedores que escolhem um SoC devem projetar e implementar os circuitos de RF, gerenciamento de energia e software embarcado necessários.

Esse nível de personalização é benéfico em situações em que o formato, o consumo de energia e o desempenho do produto precisam ser ajustados com precisão. No entanto, isso também significa que o ciclo de desenvolvimento será mais longo e o projeto poderá exigir uma equipe com experiência especializada em design de RF e desenvolvimento de software embarcado.

Por outro lado, os módulos Bluetooth vêm com circuitos RF periféricos integrados e software incorporado relevante, como firmware de porta serial Bluetooth 5.0, firmware UART direct - drive n , firmware de transmissão transparente SPI e firmware I2C. Os desenvolvedores podem usar um MCU externo para controlar diretamente a conectividade Bluetooth , reduzindo significativamente a carga de trabalho e a complexidade do desenvolvimento do produto. Ele permite que os desenvolvedores se concentrem na camada de aplicação e integrem a conectividade Bluetooth em seus produtos mais rapidamente.

Se você conhece mais módulos de porta serial Bluetooth, consulte o blog Protocolos genéricos de comunicação serial: UART, SPI, I2C.

2. Facilidade de uso

Os módulos Bluetooth Low Energy são projetados tendo em mente a facilidade de uso. Eles geralmente apresentam interfaces de hardware padronizadas — como UART, SPI, I2C e GPIOs — e protocolos de software , tornando - os fáceis de integrar em uma variedade de sistemas .

Além disso, os módulos Bluetooth LE normalmente vêm com extensa documentação, kits de desenvolvimento e designs de referência, facilitando ainda mais o processo de desenvolvimento. Muitos módulos também são acompanhados por pilhas de software robustas que fornecem perfis e serviços Bluetooth essenciais prontos para uso. Isso significa que mesmo os desenvolvedores com experiência limitada em Bluetooth poderão integrar com sucesso a conectividade sem fio em seus produtos.

Por outro lado, o uso de um SoC Bluetooth exige maior conhecimento técnico. A equipe de desenvolvimento deve ser proficiente em hardware de RF e design de software embarcado. Isso envolve a criação de circuitos de RF, seleção e posicionamento de componentes, otimização de energia e garantia de conformidade com Bluetooth. Embora esta abordagem ofereça flexibilidade e potencial economia de custos na produção de grandes volumes, ela requer mais tempo, recursos e conhecimento especializado.

3. Aplicação

A escolha entre um SoC Bluetooth LE e um módulo depende muito da aplicação. Os módulos Bluetooth são ideais para implementar conectividade sem fio com esforço mínimo, especialmente em volumes de produção moderados, onde a conveniência e os tempos de desenvolvimento mais curtos superam o custo unitário mais alto.

Common applications for Bluetooth LE modules include smart home devices, such as smart plugs, light bulbs, and security cameras; smart medical devices, such as blood glucose monitors and digital thermometers; and industrial IoT devices, such as sensors and actuators that require reliable wireless communication.

Bluetooth SoCs, however, are better suited for applications that require high customization, integration, and scalability. They are often used in large production volumes, where cost savings from using SoCs are substantial.

Typical applications include high-performance consumer electronics, such as smartphones, tablets, and laptops; wearable devices, such as smartwatches and fitness trackers; and automotive applications, such as in-car entertainment systems and advanced driver-assistance systems (ADAS).

4. Cost

Cost is often a decisive factor in choosing between a Bluetooth SoC and a module. Bluetooth modules with pre-certified RF circuitry, an antenna, and a software stack may raise the cost of buying one. Its initial purchase cost sounds higher than SoC’s.

However, this higher cost should be weighed against the potential savings in development time and resources. When using a Bluetooth SoC, the following development-related expenses should be taken into consideration:

• RF design and engineering costs.
• Investment in lab equipment and infrastructure.
• PCB configuration and antenna selection expenses.
• Certification fees.

While SoC might have a lower initial cost, it can incur additional expenses during development.

For large-scale production, however, the higher upfront investment in development can lead to significant cost savings in the long run. According to an analysis by Silicon Labs, SoCs may offer a cost advantage over modules when annual production volumes exceed 500,000 to 1.3 million units. This makes SoCs an attractive option for high-volume products where reducing the bill of materials (BOM) cost is critical to maintaining profitability.

Break-even for a wireless SoC and wireless module. Source from Silicon Labs

Supply chain management is another crucial consideration when choosing between a Bluetooth chipset and a module.

With a Bluetooth LE module, you only need to manage the module vendor, who is responsible for ensuring the module's quality, availability, and compliance with industry standards.

Mas, com o design baseado em SoC, você deve gerenciar vários fornecedores, incluindo o fornecedor de SoC, o fabricante de PCB, o fornecedor de antena e possivelmente outros. Cada um desses fornecedores pode ter prazos de entrega, ciclos de vida de produtos e processos de controle de qualidade diferentes, acrescentando complexidade ao gerenciamento da cadeia de suprimentos e exigindo mais recursos.

Módulo Bluetooth LE vs. SoC Uma comparação abrangente

Módulo Bluetooth LE vs. SoC : um guia definitivo

Com base na comparação acima, você deve considerar vários fatores importantes ao decidir entre um SoC Bluetooth e um módulo Bluetooth:

• V olume de produção : Para produção em larga escala, usar SoCs Bluetooth LE pode ser mais econômico.
• Conhecimento técnico: Se sua equipe não tiver experiência em projetos e testes de RF , optar por um módulo pode ser a melhor escolha .
• Tempo de lançamento no mercado: se houver pressão para colocar o produto no mercado rapidamente, um módulo pode ser mais adequado .
• Considerações orçamentais: É crucial analisar a relação custo-eficácia a curto e a longo prazo.
• Gerenciamento da cadeia de suprimentos: considere se você possui os recursos para gerenciar uma cadeia de suprimentos complexa.

Resumindo, tanto os SoCs quanto os módulos Bluetooth têm seus próprios pontos fortes e fracos . Qual é melhor? Depende do produto específico, equipe de desenvolvimento , urgência de lançamento do produto, orçamento, volume de produção e muito mais . Se você tiver dúvidas durante o processo de tomada de decisão, a RF-star – fornecedora líder de soluções Bluetooth LE com módulos e SoCs – pode oferecer orientação sobre custo, cronograma e desempenho do produto para ajudá-lo a fazer a melhor escolha.