Home חדשות מגמות בתעשייה הקרב על שבבי הבקרה העיקריים של TWS, האיזון בין עיכוב, הפחתת רעש ויציבות

הקרב על שבבי הבקרה העיקריים של TWS, האיזון בין עיכוב, הפחתת רעש ויציבות

2021-12-28 307

רשת Electronic Enthusiast Network דיווחה (טקסט/Zhou Kaiyang) כי מבין טכנולוגיות החיבור האלחוטי הרבות, בלוטות' שוב עוררה גל של שיגעון שוק בעזרת אוזניות אלחוטיות אמיתיות (TWS). אוזניות בלוטות' כבר אינן מוצר טכנולוגי חדש, אך הופעתן של TWS פתרה את נקודות הכאב של רוב האנשים בעזרת מוצר זה. כיום, יצרני טלפונים ניידים ואוזניות גדולים החלו להשיק מוצרי אוזניות TWS חדשים, ומשתמשים בשבבי בקרה עיקריים רבי עוצמה כדי להשיג פונקציות נוספות כגון הפחתת רעשים ובקרת קול. כל זה נהנה גם מפרוטוקול צריכת החשמל הנמוכה BLE שנוסף על ידי בלוטות' 4.0.

על פי ABI Research, מספר מכשירי ה-BLE יגיע ל-1.6 מיליארד בשנת 2023, עם קצב צמיחה שנתי מצטבר של 27% בין 2018 ל-2023. עם הפופולריות המתמשכת של טכנולוגיית BLE בבתים חכמים, באינטרנט של הדברים ויישומים אחרים, טכנולוגיה זו גדלה בהתמדה מאז הופעתה בשנת 2010, והפכה לנקודה חמה בשוק הבלוטות' עקב העלייה ביישומי אודיו של BLE. עם השקת Bluetooth 5.2, BLE פיתחה שידור אודיו באיכות גבוהה של LE Audio.

כליבה של TWS, שבב הבקרה העיקרי שלו קובע באופן מהותי את הביצועים והתכונות של אוזניות בלוטות' שונות. על פי Strategy Analytics, אפל היוותה 50% מנתח השוק של TWS בשנת 2019 בעזרת סדרת Airpods. מלבד אפל, מהם מוצרי מסוף TWS התחרותיים בשוק ומהם שבבי הבקרה העיקריים שלהם?

ברודקום

Galaxy Buds Live / 三星

אוזניות ה-Galaxy Buds שהוציאה סמסונג בשנה שעברה הפכו לאוזניות ה-TWS הטובות ביותר לשנת 2019, כפי שדורגו על ידי American Consumer Reports. האוזניות לא רק כווננו על ידי AKG, אלא גם השתמשו בשבב הבקרה הראשי BCM43014 של Broadcom. Broadcom ציינה כי השבב משלב שנים של מומחיות במוליכים למחצה וטכנולוגיית הנדסת אודיו אלחוטית. תוך תמיכה בפרוטוקול Bluetooth 5, הוא משתמש באלגוריתמים אקוסטיים מתקדמים המשולבים בצורה חלקה כדי להפחית רעשי רקע.

על מנת להרחיב את שוק אוזניות ה-TWS עם הפחתת רעשים אקטיבית, סמסונג הוציאה שני מוצרים חדשים השנה. ה-Galaxy Buds Plus שיצא בתחילת השנה וה-Galaxy Buds Live שיצא החודש משתמשים שניהם בשבב הבקרה הראשי החדש של Broadcom, BCM43015. השבב משתמש ב-ARM Cortex-M4 כ-MCU וב-ARM Cortex-M0+ כמעבד מרכזי של החיישן. ה-BCM43015 תומך גם בטכנולוגיית Low Power Shadow (LPST) ובחיבור סינכרוני מורחב (eSCO), ומשתמש בטכנולוגיית Adaptive Frequency Hopping (AFH) כדי להפחית הפרעות בתדרי רדיו. בנוסף, לשבב יש גם ליבת DSP מובנית מדגם Xtensa Hifi-3 של Cadence כתת-מערכת שמע, המשתמשת ב-ADC דו-ערוצי של 12 סיביות לניטור מתח הסוללה.

קוואלקום

דיאגרמת מבנה QCC3040 / קוואלקום

מאז רכישת CSR על ידי קוואלקום, שבבי בלוטות' בעזרת CSR תפסו את רוב השוק, וכעת TWS באופן טבעי לא תוותר על הזדמנות השוק. בנוסף לשבב בלוטות' היוקרתי QCC514x שיצא השנה, קוואלקום השיקה גם את סדרת QCC304x לשווקי הכניסה והבינוניים. קחו לדוגמה את שבב QCC3040. שבב זה משתמש בשני מעבדי 32 סיביות (התדר הגבוה ביותר הוא 32 מגה-הרץ) וליבת DSP הניתנת להגדרה של 120 מגה-הרץ, מה שמפחית את צריכת האנרגיה ב-70% בהשוואה לדור הקודם של סדרת QCC300x. ל-QCC3040 טכנולוגיית הפחתת רעשים דיגיטלית מובנית עם צריכת חשמל נמוכה במיוחד ותומך בפרוטוקול Bluetooth 5.2 העדכני ביותר.

בנוסף לביצועים מצוינים, היתרון הגדול ביותר של שבב הבלוטות' של קוואלקום הוא תמיכתו בפרוטוקולי קודקים של אודיו. ניתן לומר ש-aptX של קוואלקום הוא הפרוטוקול הגמיש ביותר מבין אוזניות ה-TWS כיום. הוא כולל את aptX Adaptive המתמקד ביציבות, aptX HD המתמקד באיכות הצליל, ו-aptX LL (Low Latency) המתמקד בהשהיה נמוכה.

תפוח עץ

איירפודס דור ראשון / אפל

בתור ה-Airpods שהפכו את ה-TWS לפופולריים במכה אחת, מוצר הדור הראשון שלה השתמש בשבב W1 שפיתחה אפל בעצמה. עם זאת, במוצרי הדור השני וב-Airpods Pro שהושקו לאחר מכן, אפל השתמשה בשבב H1 החדש.

השבב החדש לא רק משדרג את פרוטוקול בלוטות' 4.2 ל-5.0, אלא גם מגדיל את זמן השיחה ב-50%. אפל טוענת ששבב ה-H1 מאפשר לאוזניות ה-Airpods Pro הבאות להשיג מהירות חיבור פי 1.5, תוך שיפור היציבות, המהירות והמרחק של אות הבלוטות', הפחתת זמן ההשהיה ב-30% והוספת פונקציות חדשות לשליטה קולית.

Huawei

שבב קירין A1 / וואווי

חברת Huawei משתמשת בשבב Kirin A1 ב-FreeBuds 3, שהוא גם ה-SoC הראשון בעולם שעבר את הסמכת Bluetooth 5.1 במצב כפול BT/BLE. השבב משתמש במעבד Cortex-M7 עם תדר מרבי של 200MHz וצריכת חשמל מקסימלית של 10 uA/MHz, הנמוכה בהרבה מתקן צריכת החשמל של 30uA/MHz בתעשייה. השבב מצויד גם בטכנולוגיית שידור סינכרונית דו-ערוצית חדשה וביחידת עיבוד שמע גבוהה של 356MHz, אשר לא רק מספקת חיבור Bluetooth יציב ומהיר, אלא גם מפחיתה את העיכוב בסנכרון שמע ווידאו. Kirin A1 משתמש באלגוריתם הפחתת רעשי שיחה בזמן אמת של 3A ובהפחתת רעשים אדפטיבית (ANR) כדי לספק אפקט הפחתת רעשי סביבה של 15dB, ומשתמש בביטול הד (AEC) כדי למנוע את ההד מהצד השני בשיחה.

טכנולוגיית שידור סינכרוני דו-ערוצי / Huawei

חברת Huawei פותרת את בעיות העיכוב וצריכת החשמל באמצעות טכנולוגיית שידור סינכרוני דו-ערוצית שפותחה על ידיה. אוזניות TWS מסורתיות משדרות את הערוצים השמאלי והימני לאוזניות הראשיות בו זמנית, ולאחר מכן מעבירות אותם לאוזניות המשניות. זה גורם לבעיות של יעילות העברה נמוכה, עיכוב גבוה, ניתוק וצריכת חשמל גבוהה. בנוסף, מכיוון ש-Bluetooth ו-Wi-Fi 2.4GHz משתמשים באותו פס תדרים, הם עלולים להפריע בקלות זה לזה. טכנולוגיה זו מאפשרת לשתי אוזניות לקבל תקשורת מהערוצים השמאלי והימני בהתאמה, ובכך מפחיתה את צריכת החשמל ב-50%, בדומה לערוץ הסנכרון LE ב-Bluetooth 5.2.

Hengxuan טכנולוגיה

Honor Flypods 3 / Huawei

לפני FreeBuds 3, מוצרי ה-TWS של Huawei השתמשו בעיקר בשבב הבקרה הראשי של Hengxuan Technology. לדוגמה, ל-Huawei Freebuds 2 Pro ול-Honor FlyPods 3 יש שבב BES2300 מובנה של Hengxuan Technology. ה-BES2300 משתמש בתהליך CMOS HKMG 28 ננומטר, משלב ליבת Cortex-M4F ותומך בהפחתת רעשים אקטיבית של ANC, עם אפקט הפחתת רעשים ממוצע של 25dB. בנוסף ל-Huawei, מותגים מקומיים רבים של אוזניות משתמשים בשבבי Bluetooth של Hengxuan Technology, כמו Air2s של Xiaomi ו-Oppo Enco W51.

על מנת לפתור את בעיית ההתפשטות של פתרונות TWS מסורתיים, חברת Hengxuan Technology השיקה גם פתרון משלה - טכנולוגיית העברת תדרים נמוכים LBRT. טכנולוגיה זו מאפשרת לשמור על העברת האוזניות הראשיות והמשניות בתחום התדרים הנמוכים (10-15MHz), ובכך להשיג צריכת חשמל נמוכה והשהיה נמוכה, תוך השגת קצב העברת מוזיקה גבוה של 3Mbps.

Realtek

Realtek הוציאה את פתרון השבב RTL8763B עבור TWS, בעל מצב כפול, בשנת 2018. השבב מורכב ממעבד ARM Cortex-M4F בעל 32 סיביות וליבת DSP בעלת צריכת אנרגיה נמוכה במיוחד. תדר הבסיס שלו הוא 40 מגה-הרץ, גודל ה-ROM שלו הוא 768KB, והוא משתמש בליבת DSP משופרת של Tensilica Hi-Fi-mini בעלת 24 סיביות.

RTL8773C芯片 / Realtek

בשנה שעברה, Realtek הכריזה על פתרון חדש להפחתת רעשים, סדרת RTL8773. ערכת שבבים זו תומכת בהפחתת רעשי סביבה (ENC) ובהפחתת רעשים היברידית אקטיבית (ANC). Realtek ציינה כי השבב לא רק תומך באלגוריתם הפחתת רעשים אקטיבי משלו, אלא גם תומך באלגוריתמים של צד שלישי, עם אפקט הפחתת רעש של עד 40dB. ה-RTL8763BFP בסדרה זו מתמקד ביישומים בעלי השהייה נמוכה ויכול להשיג השהיות של 100ms או אפילו פחות. יש לכך יתרון גדול בהשוואה לשבבי בקרה עיקריים אחרים, כגון Huawei Freebuds 3 (Kirin A1: 190ms) אוזניות vivo TWS (QCC5126: 180ms) ו-Airpods Pro (H1: 144ms).

Airoha

אוזניות WF-1000XM3 / סוני

חברת Luofa Technology הצטרפה לקבוצת MediaTek בשנת 2017 והיא גם ספקית השבבים העיקרית של מוצרי Sony TWS. אוזניות ה-TWS החדשות ביותר של סוני עם ביטול רעשים, WF-1000XM3, משתמשות בשבב AB1552A של Luofa (דגם MediaTek MT2811SP). סוני הוסיפה גם מעבד ביטול רעשים משלה QN1e לאוזניות. בשנת 2019, Luofa השיקה את פתרון שבב הבקרה הראשי ההיברידי להפחתת רעשים אקטיבית AB155x. סדרת שבבים זו כוללת מעבד ARM Cortex-M4 מובנה עם תדר מרבי של 156MHz, וליבת Tensilica HiFi mini DSP עם תדר מרבי של 312MHz. בנוסף, AB155x משתמשת בטכנולוגיית MCSync (סינכרון שידורים מרובים) שפותחה על ידי החברה. אוזניות TWS הנתמכות בטכנולוגיית MCSync יכולות להשיג חיבור יציב יותר, להפחית שמע לסירוגין ולהפחית השהייה, ולתמוך בפענוח שמע ברזולוציה גבוהה.

תקציר

בהשוואה לאוזניות בלוטות' מסורתיות או לאוזניות בלוטות' מסורתיות עם ביטול רעשים, לאוזניות TWS יש ירידה מסוימת בחיי הסוללה, באפקט הפחתת הרעש ובאיכות הצליל. אך בהתחשב במגבלות הגודל וצריכת החשמל, טבעי לעשות פשרה כזו. עם זאת, עם השיפור הנוסף של טכנולוגיית תהליך שבבי בלוטות', שבבי בלוטות' יעשו פריצות דרך בביצועים בעתיד.

על מנת להפחית עיכובים והפרעות, יצרני שבבים רבים סיפקו פתרונות משלהם. עם זאת, ככל ש-Bluetooth 5.2 מרחיב את נתח השוק שלו, ערוצי סנכרון LE עשויים להיות בשימוש אחיד בעתיד. אם לשפוט לפי דף הסמכת המוצר של Bluetooth Technology Alliance, יצרני מסופים, שבבים ו-IP רבים מתחילים להכין את הדור הבא של מוצרי Bluetooth 5.2. מנקודת מבט זו, עידן אוזניות TWS התופסות את כל אוזניות ה-Bluetooth עשוי להגיע בקרוב.

מאמר זה משוכפל מתוך "רשת חובבי אלקטרוניקה", תומכים בהגנה על זכויות קניין רוחני, אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר בעת הדפסה חוזרת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה.

TBOX ו-OBD קדמיים ואחוריים מקיימים אינטראקציה עם אפיק CAN

טכנולוגיית מיקום נהיגה אוטונומית מיקום GNSS