決定將哪種無線 IC 用于電池供電的物聯網產品通常是一項艱巨的任務。產品開發人員通常必須比較幾種無線 IC 才能了解它們對產品的影響。

盡管數據表是比較器件的一個很好的起點，但它們并不總是代表實際性能。此外，必須考慮數據手冊中可能未充分涵蓋的其他因素，例如喚醒時間、無線電轉換時間、外設活動以及發送 （TX） 和接收 （RX） 時間。軟件堆棧也可能對電池壽命產生影響，并且供應商之間的效率可能會有所不同。由于這些原因，需要一種更全面的方法來充分了解競爭設備之間的差異。這種方法應包括審查關鍵數據表規范和非數據表項目，以及準確測量功耗和電池壽命的基準測試。

數據表規格

在比較 IC 時，設計人員通常首先查看數據表。然而，數據表并不總是提供“蘋果對蘋果”的比較。即使在數據表中看起來相同的規格也可能會以不同的方式進行測量，并且可能無法代表設計人員在產品級別實施規格后所看到的內容。

下圖展示了來自不同供應商的四款 802.15.4/BLE 設備。此圖表顯示了產品數據表中類似規格的不同表示方式以及這如何影響電池壽命。

圖 1：數據表主要規格比較

例如，最大 TX 功率只是設備規范的一個示例，它可能無法準確地代表實際應用。雖然通過數據表比較更容易找到，但在某些情況下，可能存在警告或缺失信息。例如，某些設備可能需要更高的電壓才能以更高的功率運行。在圖 1 中，供應商 D 需要 3 V 以在 +8 dBm 下運行，而供應商 C 在 1.8 V 時可以高達 +13 dBm 運行。因此，對于使用電池的設備，供應商 D 必須在低于 +8 dBm 的條件下運行最典型的電池壽命。

其他可能不代表實際應用的關鍵數據表規范包括安全加密操作、休眠電流和活動電流、無線電電流、鏈路預算和電源電壓。不同的供應商可能使用不同的方法來衡量這些規格，或者可能會在其數據表中以不同的方式列出它們，但這些差異會對設備性能和電池壽命產生重大影響。

非數據表項目

無線設備的其他規范，例如睡眠模式的轉換、電壓范圍內的 DC-DC 效率和 RF 性能，可能會對電池壽命產生重大影響，但可能難以根據數據表信息進行評估。例如，每米 μA 是 RF 活動功耗的一個很好的指標，但是，開發人員必須同時查看范圍和每米 μA，以確定設備是否適合他們的應用。在圖 2 中，供應商 B 具有較低的每米 μA 值之一，但如果您查看范圍，它是所有四個供應商中最低的。從這個比較來看，供應商 C 具有最佳范圍和最低的 μA-per-meter 值。

圖 2：每米 μA

協議棧

協議棧是計算性能和電池壽命時要考慮的另一個特性。協議棧內存要求可能會影響產品開發人員可以使用多少內存，而協議棧的時序和效率則直接影響電池壽命。特定的協議功能也會影響電池壽命。例如，一個健談的網絡可能導致 RX 和 TX 電流消耗占整個電池放電的大部分，而一個非常昏昏欲睡的網絡可能更多地依賴于睡眠電流。當然，有效載荷較小的協議將導致發送數據的數據包更多，從而產生更多的網絡流量并增加射頻傳輸。這些因素中的每一個都會對內存、穩健性和電池壽命產生直接影響。

基準測試

基準測試確實是準確測量功耗和電池壽命的唯一方法，因為它為硬件和軟件解決方案提供了比數據表更準確的真實結果。最簡單的基準測試方法之一是使用供應商提供的計算器，它使用戶能夠查看不同的睡眠、發送和接收電流對總功耗的影響。

圖 3 是一個很好的例子，說明了為什么基準測試很重要。這是一個 BLE 從設備示例，其中設備喚醒、接收數據包、轉換到 TX、處理數據，然后返回睡眠狀態。

圖 3：基準比較

根據兩家供應商的數據表比較，供應商 E 的電流消耗似乎降低了約 30%。然而，基于基準測試，供應商 C 顯示在整個交易中的電流消耗降低了約 50%。這是基于幾個因素：

喚醒時間：供應商 E 在發送之前喚醒和穩定的時間比供應商 C 的長得多。這可能是由于 IC 喚醒時間和/或 BLE 堆棧的效率。

TX 和 RX 電流：供應商 E 的 TX 和 RX 功耗遠高于數據手冊中的指示。供應商 E 的數據表值對于 TX 和 RX 約為 6 mA，而測量顯示它們對于 TX 約為 10 mA，對于 RX 約為 9 mA。供應商 C 也高于數據表，但僅高出約 1 mA。

處理和睡眠過渡時間：供應商 E 在設備進入睡眠之前有很長的連接后時間。同樣，這可能是由于 IC、堆棧效率或兩者的結合。

僅比較數據表并不能準確了解競爭無線 IC 器件之間的差異。除了數據表中提供的信息之外，開發人員還必須考慮影響電流消耗和實際性能的其他因素。進行包括比較關鍵數據表規范、非數據表項目和基準測試的審查將使開發人員能夠為他們的應用程序做出最佳選擇。

審核編輯：郭婷