خط تلفن خدمات
اخبار
اخبار
نبرد تراشههای کنترل اصلی TWS، تعادل بین تأخیر، کاهش نویز و پایداری
2021-12-28
306
شبکه علاقهمندان به الکترونیک گزارش داد (متن/ژو کایانگ). در میان بسیاری از فناوریهای اتصال بیسیم، بلوتوث با کمک هدفونهای بیسیم واقعی (TWS) بار دیگر موجی از شور و شوق بازار را برانگیخته است. هدستهای بلوتوث دیگر یک محصول فناوری جدید نیستند، اما ظهور TWS مشکلات اکثر مردم را با این محصول حل کرده است. امروزه، تولیدکنندگان بزرگ تلفن همراه و هدست شروع به عرضه محصولات جدید هدست TWS کردهاند و از تراشههای کنترل اصلی قدرتمند برای دستیابی به عملکردهای اضافی مانند کاهش نویز و کنترل صدا استفاده میکنند. همه اینها همچنین از پروتکل کممصرف BLE که از بلوتوث ۴.۰ اضافه شده است، بهره میبرند.
طبق تحقیقات ABI، تعداد دستگاههای BLE در سال ۲۰۲۳ به ۱.۶ میلیارد دستگاه خواهد رسید و از سال ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۳ به نرخ رشد سالانه ترکیبی ۲۷ درصد دست خواهد یافت. با محبوبیت مداوم فناوری BLE در خانههای هوشمند، اینترنت اشیا و سایر کاربردها، این فناوری از زمان ظهورش در سال ۲۰۱۰ به طور پیوسته در حال رشد بوده و به دلیل افزایش کاربردهای صوتی BLE به نقطه داغی در بازار بلوتوث تبدیل شده است. با راهاندازی بلوتوث ۵.۲، BLE انتقال صوتی با کیفیت بالا LE Audio را توسعه داده است.
به عنوان هسته اصلی TWS، تراشه کنترل اصلی آن اساساً عملکرد و ویژگیهای هدستهای بلوتوث مختلف را تعیین میکند. طبق گزارش Strategy Analytics، اپل با کمک سری Airpods، 50 درصد از سهم بازار TWS را در سال 2019 به خود اختصاص داده است. جدا از اپل، محصولات ترمینال TWS رقابتی در بازار کدامند و تراشههای کنترل اصلی آنها کدامند؟
Broadcom
Galaxy Buds Live / 三星
گلکسی بادز سامسونگ که سال گذشته عرضه شد، توسط American Consumer Reports به عنوان بهترین هدست TWS در سال ۲۰۱۹ انتخاب شد. این هدست نه تنها توسط AKG تنظیم شده بود، بلکه از تراشه کنترل اصلی BCM43014 شرکت Broadcom نیز استفاده میکرد. Broadcom خاطرنشان کرد که این تراشه ترکیبی از سالها تخصص در زمینه نیمههادیها و فناوری مهندسی صدای بیسیم است. این تراشه ضمن پشتیبانی از پروتکل بلوتوث ۵، از الگوریتمهای صوتی پیشرفته و یکپارچه برای کاهش نویز پسزمینه استفاده میکند.
سامسونگ به منظور گسترش بازار هدفونهای TWS با قابلیت کاهش نویز فعال، امسال دو محصول جدید عرضه کرد. گلکسی بادز پلاس که در ابتدای سال عرضه شد و گلکسی بادز لایو که این ماه عرضه شد، هر دو از تراشه کنترل اصلی جدید برادکام، BCM43015، استفاده میکنند. این تراشه از ARM Cortex-M4 به عنوان MCU و ARM Cortex-M0+ به عنوان پردازنده مرکزی حسگر استفاده میکند. BCM43015 همچنین از فناوری سایه کم مصرف (LPST) و اتصال همزمان توسعهیافته (eSCO) پشتیبانی میکند و از فناوری جهش فرکانس تطبیقی (AFH) برای کاهش تداخل فرکانس رادیویی استفاده میکند. علاوه بر این، این تراشه دارای هسته DSP داخلی Xtensa Hifi-3 شرکت Cadence به عنوان زیرسیستم صوتی است و از یک ADC دو کاناله ۱۲ بیتی برای نظارت بر ولتاژ باتری استفاده میکند.
سامسونگ
نمودار ساختار QCC3040 / کوالکام
از زمانی که کوالکام CSR را خریداری کرد، تراشههای بلوتوث با کمک CSR بخش عمدهای از بازار را به خود اختصاص دادهاند و اکنون TWS طبیعتاً از فرصت بازار دست نخواهد کشید. کوالکام علاوه بر تراشه بلوتوث رده بالای QCC514x که امسال منتشر شد، سری QCC304x را نیز برای بازارهای سطح پایین و میانرده عرضه کرد. به عنوان مثال، تراشه QCC3040 را در نظر بگیرید. این تراشه از دو پردازنده 32 بیتی (بالاترین فرکانس 32 مگاهرتز است) و یک هسته DSP قابل تنظیم 120 مگاهرتز استفاده میکند که مصرف انرژی را در مقایسه با سری QCC300x نسل قبلی 70 درصد کاهش میدهد. QCC3040 دارای فناوری کاهش نویز دیجیتال داخلی با مصرف برق بسیار کم است و از آخرین پروتکل بلوتوث 5.2 پشتیبانی میکند.
علاوه بر عملکرد عالی، بزرگترین مزیت تراشه بلوتوث کوالکام، پشتیبانی آن از پروتکلهای کدک صوتی است. میتوان گفت aptX کوالکام در حال حاضر تطبیقپذیرترین پروتکل در بین هدستهای TWS است. این پروتکل شامل aptX Adaptive است که بر پایداری تمرکز دارد، aptX HD که بر کیفیت صدا تمرکز دارد و aptX LL (Low Latency) که تأخیر کم را هدف قرار میدهد.
اپل
ایرپادز نسل اول / اپل
همانطور که ایرپادها باعث محبوبیت TWS در یک چشم به هم زدن شدند، محصول نسل اول آنها از تراشه W1 توسعهیافته توسط اپل استفاده میکرد. با این حال، در محصولات نسل دوم و ایرپادهای پرو که متعاقباً عرضه شدند، اپل از تراشه جدید H1 استفاده کرد.
این تراشه جدید نه تنها پروتکل بلوتوث ۴.۲ را به ۵.۰ ارتقا میدهد، بلکه عمر تماس را نیز ۵۰٪ افزایش میدهد. اپل ادعا میکند که تراشه H1 به ایرپادهای پرو بعدی اجازه میدهد تا به سرعت اتصال ۱.۵ برابر بیشتر دست یابند، ضمن اینکه پایداری، سرعت و فاصله سیگنال بلوتوث را بهبود میبخشد، تأخیر را ۳۰٪ کاهش میدهد و عملکردهای کنترل صوتی جدیدی را اضافه میکند.
Huawei در
تراشه Kirin A1 / هواوی
هواوی از تراشه Kirin A1 در FreeBuds 3 استفاده میکند که اولین SoC جهان است که گواهینامه بلوتوث 5.1 دو حالته BT/BLE را دریافت کرده است. این تراشه از پردازنده Cortex-M7 با حداکثر فرکانس 200 مگاهرتز و حداکثر مصرف برق 10 میکروآمپر بر مگاهرتز استفاده میکند که بسیار کمتر از استاندارد مصرف برق 30 میکروآمپر بر مگاهرتز در صنعت است. این تراشه همچنین به فناوری جدید انتقال همزمان دو کاناله و یک واحد پردازش صوتی با سرعت بالا 356 مگاهرتز مجهز شده است که نه تنها اتصال بلوتوث پایدار و سریعی را فراهم میکند، بلکه تأخیر در همگامسازی صدا و تصویر را نیز کاهش میدهد. Kirin A1 از الگوریتم کاهش نویز تماس 3A در زمان واقعی و کاهش نویز تطبیقی (ANR) برای ارائه اثر کاهش نویز محیطی 15 دسیبل استفاده میکند و از لغو اکو (AEC) برای جلوگیری از اکو از طرف مقابل در تماس استفاده میکند.
فناوری انتقال همزمان دو کاناله / هواوی
هواوی مشکلات تأخیر و مصرف برق را از طریق فناوری انتقال همزمان دو کاناله که خود توسعه داده است، حل میکند. هدستهای سنتی TWS کانالهای چپ و راست را همزمان به هدست اصلی منتقل میکنند و سپس آن را به هدست ثانویه ارسال میکنند. این امر باعث مشکلاتی مانند راندمان پایین ارسال، تأخیر زیاد، قطع ارتباط و مصرف برق بالا میشود. علاوه بر این، از آنجایی که بلوتوث و وایفای ۲.۴ گیگاهرتز از باند فرکانسی یکسانی استفاده میکنند، میتوانند به راحتی با یکدیگر تداخل داشته باشند. این فناوری به دو هدست اجازه میدهد تا به ترتیب از کانالهای چپ و راست ارتباط دریافت کنند و مصرف برق را تا ۵۰ درصد کاهش دهند، مشابه کانال همگامسازی LE در بلوتوث ۵.۲.
فناوری هنگشوان
آنر فلایپادز ۳ / هواوی
قبل از FreeBuds 3، محصولات TWS هواوی عمدتاً از تراشه کنترل اصلی Hengxuan Technology استفاده میکردند. به عنوان مثال، Huawei Freebuds 2 Pro و Honor FlyPods 3 هر دو دارای تراشه BES2300 داخلی Hengxuan Technology هستند. BES2300 از فرآیند CMOS 28 نانومتری HKMG استفاده میکند، یک هسته Cortex-M4F را در خود جای داده و از کاهش نویز فعال ANC پشتیبانی میکند و میانگین اثر کاهش نویز آن 25 دسیبل است. علاوه بر هواوی، بسیاری از برندهای داخلی هدفون از تراشههای بلوتوث Hengxuan Technology مانند Air2s شیائومی و Enco W51 اوپو استفاده میکنند.
به منظور حل مشکل انتشار امواج در راهکارهای سنتی TWS، شرکت Hengxuan Technology راهکار خود با عنوان فناوری ارسال فرکانس پایین LBRT را نیز راهاندازی کرده است. این فناوری امکان ارسال امواج هدفونهای اصلی و فرعی را در باند فرکانس پایین (10-15 مگاهرتز) فراهم میکند و در نتیجه به مصرف برق و تأخیر کم و در عین حال انتقال موسیقی با نرخ بیت بالای 3 مگابیت در ثانیه دست مییابد.
از Realtek
Realtek تراشه دو حالته بلوتوث ۵.۰ RTL8763B را برای TWS در سال ۲۰۱۸ منتشر کرد. این تراشه از یک پردازنده ۳۲ بیتی ARM Cortex-M4F و یک هسته DSP بسیار کممصرف تشکیل شده است. فرکانس باند پایه آن ۴۰ مگاهرتز است، اندازه ROM آن ۷۶۸ کیلوبایت است و از یک هسته DSP ۲۴ بیتی Tensilica Hi-Fi-mini بهبود یافته استفاده میکند.
RTL8773C芯片 / Realtek
سال گذشته، Realtek از یک تراشه جدید برای کاهش نویز، سری RTL8773، رونمایی کرد. این چیپست از کاهش نویز محیطی (ENC) و کاهش نویز فعال هیبریدی (ANC) پشتیبانی میکند. Realtek خاطرنشان کرد که این تراشه نه تنها از الگوریتم کاهش نویز فعال خود پشتیبانی میکند، بلکه از الگوریتمهای شخص ثالث نیز پشتیبانی میکند و اثر کاهش نویز آن تا 40 دسیبل است. RTL8763BFP در این سری بر کاربردهای با تأخیر کم تمرکز دارد و میتواند به تأخیرهای 100 میلیثانیه یا حتی کمتر دست یابد. این ویژگی در مقایسه با سایر تراشههای کنترل اصلی، مانند Huawei Freebuds 3 (Kirin A1: 190 میلیثانیه)، vivo TWS Earphone (QCC5126: 180 میلیثانیه) و Airpods Pro (H1: 144 میلیثانیه) مزیت بزرگی دارد.
آیروها
هدفون WF-1000XM3 / سونی
شرکت Luofa Technology در سال ۲۰۱۷ به گروه مدیاتک پیوست و همچنین تأمینکننده اصلی تراشه محصولات TWS سونی است. جدیدترین هدفونهای TWS با قابلیت حذف نویز سونی، WF-1000XM3، از تراشه AB1552A لووفا (مدل MT2811SP مدیاتک) استفاده میکنند. سونی همچنین پردازنده حذف نویز QN1e خود را به هدفونها اضافه کرده است. در سال ۲۰۱۹، Luofa تراشه کنترل اصلی کاهش نویز فعال هیبریدی AB155x را عرضه کرد. این سری از تراشهها دارای یک پردازنده داخلی ARM Cortex-M4 با حداکثر فرکانس ۱۵۶ مگاهرتز و یک هسته Tensilica HiFi mini DSP با حداکثر فرکانس ۳۱۲ مگاهرتز هستند. علاوه بر این، AB155x از فناوری توسعهیافته MCSync (همگامسازی چندپخشی) استفاده میکند. هدستهای TWS که توسط فناوری MCSync پشتیبانی میشوند، میتوانند به اتصال پایدارتری دست یابند، صدای متناوب و تأخیر را کاهش دهند و از رمزگشایی صدای Hi-Res پشتیبانی کنند.
خلاصه
در مقایسه با هدستهای بلوتوث سنتی یا هدستهای بلوتوث با قابلیت حذف نویز سنتی، هدستهای TWS از نظر عمر باتری، اثر کاهش نویز و کیفیت صدا دچار افت میشوند. اما با توجه به محدودیتهای اندازه و مصرف برق، طبیعی است که چنین مصالحهای صورت گیرد. با این حال، با بهبود بیشتر فناوری پردازش تراشه بلوتوث، تراشههای بلوتوث در آینده پیشرفتهایی در عملکرد خواهند داشت.
به منظور کاهش تأخیر و تداخل، بسیاری از تولیدکنندگان تراشه، راهحلهای خود را ارائه دادهاند. با این حال، با گسترش سهم بازار بلوتوث ۵.۲، کانالهای همگامسازی LE ممکن است در آینده به طور یکنواخت مورد استفاده قرار گیرند. با توجه به صفحه صدور گواهینامه محصول اتحادیه فناوری بلوتوث، بسیاری از تولیدکنندگان ترمینال، تراشه و IP در حال آمادهسازی نسل بعدی محصولات بلوتوث ۵.۲ هستند. از این منظر، ممکن است به زودی دوران هدستهای TWS که کل هدست بلوتوث را اشغال میکنند، فرا برسد.
این مقاله از "" کپی شده است.شبکه علاقهمندان به الکترونیک«برای حمایت از حقوق مالکیت معنوی، لطفاً هنگام چاپ مجدد، منبع اصلی و نویسنده را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.»
