Elegir entre un módulo Bluetooth LE y un System-on-Chip (SoC) es una decisión crítica pero desafiante en el diseño de dispositivos Bluetooth . Cada opción ofrece su propio conjunto de ventajas e inconvenientes, por lo que es esencial sopesar cuidadosamente el rendimiento, las características y los costos.

Como experto experimentado en tecnología Bluetooth, RF - star tiene como objetivo simplificar el proceso de toma de decisiones proporcionando una comparación en profundidad de los conjuntos de chips Bluetooth frente a los módulos . Esta guía le ayudará a tomar la mejor decisión en función de sus volúmenes de producción , experiencia técnica , presupuesto y tiempo de comercialización.

¿Qué es un SoC Bluetooth ?

Un Bluetooth System-on-Chip (SoC) es un circuito integrado (IC) que facilita la comunicación Bluetooth dentro de un dispositivo. Normalmente incluye un procesador central, un transceptor de RF, memoria y circuitos auxiliares. El SoC actúa como el corazón de la comunicación Bluetooth, gestionando la transmisión y el procesamiento de datos .

¿Qué es un módulo Bluetooth?

Por el contrario, un módulo Bluetooth LE es una unidad precertificada que actúa como una solución de comunicación Bluetooth integral y de bajo consumo . Integra un SoC Bluetooth LE con componentes adicionales como circuitos de RF, osciladores de cristal, circuitos de adaptación de antenas, antenas, Balun e interfaces periféricas en una placa de circuito impreso ( PCB ) . El módulo es una solución plug-and-play preempaquetada que simplifica significativamente el desarrollo de productos , permitiendo a los desarrolladores centrarse en la funcionalidad del producto de nivel superior sin preocuparse por el diseño de RF subyacente.

Muestras de módulos TI CC2340 SoC y RF-star RF-BM-2340B1

Módulo Bluetooth LE frente a SoC : una comparación detallada

Usaremos las siguientes métricas clave para comparar las diferencias entre el módulo Bluetooth LE y el SoC:

• Función
• Facilidad de uso
• Solicitud
• Costo

1. Diferencias funcionales

Un SoC Bluetooth proporciona las funcionalidades esenciales para la comunicación Bluetooth, pero requiere componentes periféricos adicionales para crear un sistema completamente operativo. Los desarrolladores que eligen un SoC deben diseñar e implementar los circuitos de RF, la administración de energía y el software integrado necesarios.

Este nivel de personalización es beneficioso en situaciones en las que se deben ajustar con precisión el factor de forma, el consumo de energía y el rendimiento del producto. Sin embargo, también significa que el ciclo de desarrollo será más largo y el proyecto puede requerir un equipo con experiencia especializada en diseño de RF y desarrollo de software integrado.

Por el contrario, los módulos Bluetooth vienen con circuitos de RF periféricos integrados y software integrado relevante, como firmware de puerto serie Bluetooth 5.0, firmware UART direct - drive n , firmware de transmisión transparente SPI y firmware I2C. Los desarrolladores pueden utilizar una MCU externa para controlar la conectividad Bluetooth directamente, lo que reduce significativamente tanto la carga de trabajo como la complejidad del desarrollo de productos. Permite a los desarrolladores centrarse en la capa de aplicación e integrar la conectividad Bluetooth en sus productos más rápidamente.

Si conoce más módulos de puerto serie Bluetooth, consulte el blog Protocolos genéricos de comunicación serie: UART, SPI, I2C.

2. Facilidad de uso

Los módulos Bluetooth Low Energy están diseñados pensando en la facilidad de uso. A menudo cuentan con interfaces de hardware estandarizadas (como UART, SPI, I2C y GPIO) y protocolos de software , lo que facilita su integración en una variedad de sistemas .

Además, los módulos Bluetooth LE suelen venir con documentación extensa, kits de desarrollo y diseños de referencia, lo que facilita aún más el proceso de desarrollo. Muchos módulos también van acompañados de potentes pilas de software que proporcionan perfiles y servicios Bluetooth esenciales listos para usar. Esto significa que incluso los desarrolladores con experiencia limitada en Bluetooth podrán integrar con éxito la conectividad inalámbrica en sus productos.

Por el contrario, utilizar un SoC Bluetooth exige una mayor experiencia técnica. El equipo de desarrollo debe dominar el diseño de hardware de RF y software integrado. Esto implica crear circuitos de RF, seleccionar y colocar componentes, optimizar la energía y garantizar el cumplimiento de Bluetooth. Si bien este enfoque ofrece flexibilidad y posibles ahorros de costos en producción de gran volumen, requiere más tiempo, recursos y conocimientos especializados.

3. Solicitud

La elección entre un SoC Bluetooth LE y un módulo depende en gran medida de la aplicación. Los módulos Bluetooth son ideales para implementar conectividad inalámbrica con un mínimo esfuerzo, especialmente en volúmenes de producción moderados donde la conveniencia y los tiempos de desarrollo más cortos superan el mayor costo unitario.

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.

Pero, con el diseño basado en SoC, debe gestionar varios proveedores, incluido el proveedor de SoC, el fabricante de PCB, el proveedor de antenas y posiblemente otros. Cada uno de estos proveedores puede tener diferentes tiempos de entrega, ciclos de vida de productos y procesos de control de calidad, lo que agrega complejidad a la gestión de la cadena de suministro y requiere más recursos.

Módulo Bluetooth LE frente a SoC: una comparación completa

Módulo Bluetooth LE frente a SoC : una guía definitiva

Según la comparación anterior, debes considerar varios factores clave al decidir entre un SoC Bluetooth y un módulo Bluetooth:

• V olumen de producción : Para la producción a gran escala, el uso de SoC Bluetooth LE podría ser más rentable.
• Experiencia técnica: si su equipo carece de experiencia en diseño y pruebas de RF , optar por un módulo podría ser la mejor opción .
• Tiempo de comercialización: si hay presión para llevar el producto al mercado rápidamente, un módulo puede ser más adecuado .
• Consideraciones presupuestarias: es fundamental analizar la rentabilidad tanto a corto como a largo plazo.
• Gestión de la cadena de suministro: considere si tiene los recursos para gestionar una cadena de suministro compleja.

En resumen, tanto los SoC como los módulos Bluetooth tienen sus propias fortalezas y debilidades . ¿Cuál es mejor? Depende del producto específico, el equipo de desarrollo , la urgencia del lanzamiento del producto, el presupuesto, el volumen de producción y más . Si tiene preguntas durante el proceso de toma de decisiones, RF-star , un proveedor líder de soluciones Bluetooth LE con módulos y SoC , puede ofrecerle orientación sobre costos, cronograma y rendimiento del producto para ayudarlo a tomar la mejor decisión.