Bluetooth Multimedia Module

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동현 배
6 years ago
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1 블루투스클래스 1 OEM 모듈 Parani-BCD100 제품데이터쉬트 버전 /02/01 ( 주 ) 세나테크놀로지

2 저작권 Copyright 2002~2017, 세나테크놀로지. All rights reserved. 세나테크놀로지는자사제품을예고없이변경및개선할수있는권리를가지고있습니다. 등록상표 Parani 는세나테크놀로지의등록상표입니다. Windows 는 Microsoft Corporation 의등록상표입니다. 사용자고지 시스템고장이심각한결과를유발하는응용분야인경우, 백업시스템이나안전장치를사용하여심각한결과로부터인명및재산을보호하는것이필요합니다. 시스템고장으로인한결과에대한보호는사용자책임입니다. 예방과안전 제품을떨어뜨리지말고습하거나먼지가많은환경에서사용하지마시기바랍니다. 무리한힘으로 버튼을누르거나제품을분해하지마시고무거운물건을제품위에올려놓지마십시오. 기술지원 세나테크놀로지전화 : (02) 팩스 : (02) 메일 : support@senanetworks.co.kr 홈페이지 : Page 2 of 22

3 목차 1. 개요 특징 적용분야 블록다이어그램 핀배치도 핀설명 치수및 PCB 랜드패턴 전기적특성 절대적한계치 권장동작범위 전력소모 RF 특성 기본데이터레이트 (Basic Data Rate) 송신부성능 송수신부성능 수신부성능 향상데이터레이트 (Enhanced Data Rate) 송신부성능 수신부성능 장비입출력설명 UART 인터페이스 USB 인터페이스 I2C 인터페이스 PCM CODEC 인터페이스 I/O 병렬포트 (I/O Parallel Ports) 리셋인퍼페이스 (Reset Interface) 응용회로도 (Application Schematic) 소프트웨어스택 납땜프로파일 (Solder Profiles) 패키징정보 인증정보 블루투스 SIG 인증 (Bluetooth SIG Certification) Page 3 of 22

4 1. 개요 Parani-BCD100은블루투스클래스 1 기능을신속하고효과적인비용으로 OEM 제품에구현하고자하는 OEM 제조업체들을위한블루투스클래스 1 OEM 모듈입니다. OEM 제조업체는 BCD100을이용하고자체적인안테나회로를설계하여낮은제품단가를달성하면서, 실제환경에서성능이입증된 SPP (Serial Port Profile) 시리얼포트프로파일펌웨어를추가비용없이사용하여전체개발기간을효과적으로단축시킬수있습니다. BCD100 은클래스 1 블루투스출력을지원하여통상적으로 100m ~ 1km 의도달거리를지원하는통신 환경을지원합니다. 또한 BCD100 은 OEM 제품과의통신을위하여 UART, USB, I2C, PCM, PIO 통신방식 을지원합니다. BCD100은블루투스 v.2.0 스펙을만족하는 SPP 펌웨어를기본적으로내장합니다. 이 SPP펌웨어는 OEM 제조업체가별도의변경없이실제사용환경에서바로사용이가능하여 POS (Point-of-sales), 산업자동화, 원격검침및기타다양한용도로바로사용이가능합니다. 또는 PC용블루수트 USB 동글과같이전체블루투스스택이외부에서동작하는사용용도또는 OEM 제조업체의커스텀펌웨어를내장시키기위한용도로사용자가요구할경우 BCD100의펌웨어는 HCI 블루투스스택까지만지원하는펌웨어를내장시키는것또한가능합니다. BCD100은블루투스 v.2.0+edr 스펙을완전히만족시키도록설계되어블루투스인증을받았으므로 OEM 제조업체들이 BCD100을이용하여제품을설계하면추가인증비용및시간을절약할수있습니다. 따라서 BCD100은보다저렴한제조원가가요구되어지나동시에신속한제품개발기간이필요한용도에이상적으로사용되어질수있습니다. 1.1 특징 블루투스클래스 1 블루투스 v2.0+edr 사양완벽호환및인증 통상출력 : +18dBm 수신감도 : -90dBm (0.1% BER) 크기 : 27.1 x 14.8 x 2.6mm ( 쉴드캔포함 ) 동작온도범위 : -40 C ~ +85 C 내장형 8Mbit 플래쉬메모리 USB, Dual UART, I2C, PCM, PIO 인터페이스 공존 실사용환경에서검증된 SPP (Serial Port Profile) 펌웨어 RoHS 인증 1.2 적용분야 장거리고속데이터통신 컴퓨터 /PDA 블루투스 USB 동글 블루투스시리얼동글 블루투스액세스포인트 산업자동화장비 원격검침장비 POS (Point-of-sales) 장비 Page 4 of 22

5 1.3 블록다이어그램 그림 1-1 블록다이어그램 1.4 핀배치도 그림 1-2 핀배치도 Page 5 of 22

6 1.5 핀설명 기능 핀이름 핀번호 설명 USB 인터페이스 USB_DP 11 USB data plus USB_DN 10 USB data minus UART 인터페이 UART_TXD 8 UART data output 스 UART_RXD 7 UART data input UART_RTS 6 UART request to send active low UART_CTS 9 UART clear to send active low PCM 인터페이 PCM_OUT 15 Synchronous data output 스 PCM_IN 12 Synchronous data input PCM_SYNC 13 Synchronous data sync PCM_CLK 14 Synchronous data clock SPI 인터페이스 SPI_MISO 20 SPI data output SPI_MOSI 23 SPI data input SPI_CSB 22 Chip select for SPI, active low SPI_CLK 21 SPI clock PIO 인터페이스 PIO_2 29 Programmable input/output line PIO_3 28 Programmable input/output line PIO_4 24 Programmable input/output line PIO_5 25 Programmable input/output line PIO_6 26 Programmable input/output line PIO_7 27 Programmable input/output line PIO_8 30 Programmable input/output line PIO_9 31 Programmable input/output line PIO_10 32 Programmable input/output line PIO_11 33 Programmable input/output line AIO_0 4 Analogue programmable input/output line AIO_1 5 Analogue programmable input/output line 전원 PVCC 3 Power supply for power amplifier, 3.3V +3V3 16 Power supply for system, 3.3V GND 1 Ground GND 2 Ground GND 17 Ground GND 19 Ground GND 34 Ground GND 35 Ground 기타 RF_I/O 36 Transmitter output/receiver input RESETB 18 Reset, active low, > 5ms to cause a reset 표 1-1 핀설명 Page 6 of 22

7 1.6 치수및 PCB 랜드패턴 그림 1-3 모듈치수 그림 1-4 권장랜드패턴 Page 7 of 22

8 2. 전기적특성 2.1 절대적한계치 Ratings Min Max Unit Storage Temperature C Operating Temperature C Supply voltage PVCC V +3V V Other terminal voltages GND V V 표 2-1 절대적한계치 2.2 권장동작범위 Ratings Min Typ Max Unit Operating Temperature C Supply voltage PVCC V +3V V UART V USB V 표 2-2 권장동작범위 2.3 전력소모 Role Operation Mode UART Rate(kbps) Current Unit - Inquiry and page Scan ma - Power on (Standby) ma Connectable Mode(Mode3) ma Connected (No data) ma Connected (file transfer) ma Connected (file transfer) ma 표 2-3 전력소모 Page 8 of 22

9 3. RF 특성 3.1 기본데이터레이트 (Basic Data Rate) 송신부성능 RF Characteristics Min Typ Max Bluetooth Unit PVCC = 3.3V, 25 C Specification Output power dbm Power Density dbm Power Control step 8 db TX Output Spectrum-Frequency range ~ MHz TX Output Spectrum-20dB Bandwidth khz Adjacent F = F0 ± 2MHz dbm Channel Power F = F0 ± 3MHz dbm F = F0 ± > 3MHz dbm Modulation Δf1avg Δf1avg 175 khz Characteristics Δf2avg Δf2avg 115 khz Δf2avg/Δf1avg (Δf1avg/Δf2avg) Initial Carrier Frequency Tolerance ±75 khz Carrier Drift rate ±20 khz/50µs Frequency Drift 1 slot Freq Drift ±25 khz 5 slot Freq Drift ±40 khz 표 3-1 기본데이터레이트이용시송신부성능 송수신부성능 RF Characteristics PVCC = 3.3V, 25 C Min Typ Max Bluetooth Specification Unit Out of band GHz dbm Spurious GHz dbm Emissions GHz dbm GHz dbm 표 3-2 기본데이터레이트이용시송수신부성능 수신부성능 RF Characteristics Min Typ Max Bluetooth Unit Temperature 25 C Specification Sensitivity - Single slot packets (0.1%) dbm Sensitivity - Multi slot packets (0.1%) dbm C/I performance co-channel db at 0.1% BER F = F0 + 1MHz khz Page 9 of 22

10 F = F0 1MHz db F = F0 + 2MHz db F = F0 2MHz db F = F0 3MHz db F = F0 + 5MHz db F = FImage db Blocking GHz dbm performance GHz dbm GHz dbm GHz dbm Inter-modulation performance dbm Maximum input level at 0.1% BER dbm 표 3-3 기본데이터레이트이용시수신부성능 3.2 향상데이터레이트 (Enhanced Data Rate) 송신부성능 RF Characteristics Min Typ Max Bluetooth Unit PVCC = 3.3V, Temperature 25 C Specification Maximum RF Transmit Power to +4 db Relative Transmit Power to +1 db Carrier π/4 ω ±10 for all blocks khz Frequency DQPSK ωi ±75 for all packets khz Stability ω0 + ωi ±75 for all blocks khz 8DPSK ω ±10 for all blocks khz ωi ±75 for all packets khz ω0 + ωi ±75 for all blocks khz Modulation π/4 RMS DEVM % Accuracy DQPSK 99% DEVM % Peak DEVM % 8DPSK RMS DEVM % 99% DEVM % Peak DEVM % EDR Differential Phase Encoding % In-band F F0 + 3MHz dbm Spurious F < F0 + 3MHz dbm Emissions F = F0 3MHz dbm (8DPSK) F = F0 2MHz dbm F = F0 1MHz db F = F0 + 1MHz db F = F0 + 2MHz dbm F = F0 + 3MHz dbm 표 3-4 향상데이터레이트이용시송신부성능 Page 10 of 22

11 3.2.2 수신부성능 RF Characteristics Min Typ Max Bluetooth Unit Temperature 25 C Specification Sensitivity π/4 DQPSK dbm at 0.01% BER 8DPSK dbm BER floor performance dbm C/I Performance π/4 DQPSK db (co-channel at 0.1% BER) 8DPSK db C/I F = F0 + 1MHz π/4 DQPSK db Performance 8DPSK db (Adjacent F = F0 1MHz π/4 DQPSK db Channel 8DPSK db Selectivity) F = F0 + 2MHz π/4 DQPSK db 8DPSK db F = F0 2MHz π/4 DQPSK db 8DPSK db F F0 + 3MHz π/4 DQPSK db 8DPSK db F F0 5MHz π/4 DQPSK db 8DPSK db F = FImage π/4 DQPSK db 8DPSK db Maximum input level π/4 DQPSK dbm at 0.1% BER 8DPSK dbm 표 3-5 향상데이터레이트이용시수신부성능 Page 11 of 22

12 4. 장비입출력설명 4.1 UART 인터페이스 BCD100은 RS232 프로토콜을이용한 OEM 장비와의통신을위하여 UART (Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) 인터페이스를제공합니다. BCD100이다른장비에장착되어질경우 UART_RX 와 UART_TX핀을통하여데이터가송수신됩니다. UART_CTS와 UART_RTS는하드웨어플로우컨트롤을위하여사용되어지면 active low 방식을이용합니다. 모든 UART핀들은 CMOS방식을이용하여 0~3.3V의전원레벨이사용됩니다. Parameter Possible Values Baud Rate Minimum 1200 baud (2%Error) Maximum 3M baud (1%Error) Flow Control RTS/CTS or None Parity None, Odd or Even Number of Stop Bits 1 or 2 Bits per Channel 8 표 4-1 UART 설정범위 4.2 USB 인터페이스 BCD100은장비인터페이스의한가지로서풀스피드 USB 인터페이스 (12 Mbits/s) 를제공합니다. BCD100의 USB인터페이스를사용하기위하여외부 USB 트랜시버가필요하지않습니다. BCD100은 PC 와같은 USB호스트의요구에응답하는 USB 주변기기로동작합니다. OHCI 및 UHCI의두가지표준을지원합니다. BCD100은블루투스 v2.0+edr USB 표준기기또는 USB 오디오장치로서인식되어집니다. BCD100은 USB 마스터 / 슬레이브동작방식중 USB 슬레이브방식으로서만동작합니다. USB데이터는 USB_DP및 USB_DN핀을이용하여인식되어집니다. 이두핀은 BCD100의내부 USB I/O 버퍼와연결되어있어서낮은출력임피던스를가지고있습니다. 따라서 USB 케이블의특성과적합하도록조정하기위해서는 USB_DP/USB_DN핀과직렬로저항을연결하여서사용하여야합니다. BCD100 은내부 USB pull-up 저항을가지고있습니다. 이저항은 BCD100이 PC와같은마스터에의하여인식되어질수있는경우에 USB_DP 핀을 high로유지하여풀스피드 (full speed) USB 장비 (12Mbits/s) 임을알려줍니다. USB 내부풀업 (pull-up) 은전류소스 (current source) 로서구현되어졌으며, 이는 USB 표준 v1.2의섹션 7.1.5와호환됩니다. 이내부풀업저항은 VDD_PADS=3.1V 인경우허브 / 호스트의풀다운저항 15KΩ±5% 이적용될경우 USB_DP신호를 2.8V이상으로유지시켜줍니다. 이는호스트의테브난 (Thevenin) 저항이 900Ω 또는그이상의효과를가져옵니다. Page 12 of 22

13 4.3 I2C 인터페이스 I 2 C 인터페이스사용을원하는경우 PIO[8:6] 를사용하여마스터 I 2 C 인터페이스를구축할수있습니다. 이경우소프트웨어를이용하여 I 2 C 인터페이스가동작되어지므로 dot matrix LCD (Liquid Crystal Display), 키보드, 스캐터, EEPROM등상대적으로빠른전송속도가요구되어지지않는애플리케이션에적합합니다. Notes: PIO 라인은 2.2KΩ 저항을이용하여 pull-up되어야합니다. PIO[7:6] 은 UART bypass와 EEPROM에모두사용되어집니다. 따라서 EEPROM을이용하는장비는 UART bypass 기능을사용할수없습니다. EEPROM에연결하여사용하기위한보다자세한내용은 CSR의 I 2 C EEPROM for use with BlueCore 문서를참조하시기바랍니다. 이 CSR의문서에는현재지원가능한장비들의목록이포함되어있습니다. 4.4 PCM CODEC 인터페이스 PCM (Pulse Code Modulation) 은오디오신호 ( 특히음성신호 ) 를디지탈화하여디지털통신채널을이용하여전송하기위한표준방법입니다. BCD100은하드웨어적인 PCM 인터페이스를제공하여, PCM데이터의연속적인전송및수신을지원합니다. 따라서 BCD100을이용하여무선헤드셋장비등을구성할경우프로세서오버헤드를줄일수있습니다. BCD100은양방향디지털오디오신호가 HCI프로토콜레이어 (HCI protocol layer) 를거치지않고베이스밴드레이어 (baseband layer) 로직접전달되도록하여효율적인통신이가능합니다. BCD100의하드웨어는 SCO연결과데이터를주고받을수있습니다. PCM 인터페이스는최대 3개까지의 SCO연결을지원합니다. BCD100은 PCM 인터페이스마스터로설정되었을시 128,256, 512 khz의클록을생성할수있습니다. PCM인터페이스슬레이브로서동작시 2048kHz의클록을입력받을수있습니다. BCD100은다양한클록종류를지원하며, 이는 Long Frame Sync, Short Frame Sync 및 GCI timing environments를포함합니다. BCD100은아래 PCM 오디오장비들과직접통신이가능합니다. Qualcomm MSM 3000 series and MSM 5000 series CDMA baseband devices OKI MSM7705 four channel A-raw and u-law CODEC Motorola MC bit A-law and u-law CODEC Motorola MC bit linear CODEC STW 5093 and bit linear CODECs Motorola SSI TM interface Page 13 of 22

14 4.5 I/O 병렬포트 (I/O Parallel Ports) PIO 라인은소프트웨어적으로약하게 (weak) 또는강하게 (strong) 풀다운 (pull-down) 되어질수있습니다. BCD100 이리셋되면모든 PIO 라인은약하게풀다운되어지는입력단으로설정되어집니다. PIO 라인의어떤것이라도인터럽트요청라인또는슬립모드에서깨어나는 (wake-up) 라인으로사용되도록설정할수있습니다. PIO_6 또는 PIO_2 는외부클록소스를요청하도록설정할수있습니다. 이는 BCD100이시스템 ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 으로부터발생되어지는클록을이용시유용합니다. PSKEY_CLOCK_REQUEST_ENABLE (0x246) 를이용하여, BCD100이딥슬립 (Deep Sleep) 모드에있을시 PIO_6/PIO_2가 low로유지되고클록신호가필요시 high로유지되도록설정할수있습니다. 이경우클록은 PIO_6/PIO_2가 low 에서 high로바뀌는시점 (rising edge) 에서 4ms이내에공급이되어야합니다. BCD100은세개의범용아날로그인터페이스핀 AIO_0, AIO_1, AIO_2를제공합니다. 이핀들은내부회로및제어용신호를액세스하기위하여사용되어집니다. 이중핀하나는레퍼런스전압 (on-chip band gap reference voltage) 용으로할당되어야하며, 나머지두개는추가기능을위하여사용되어질수있습니다. 4.6 리셋인퍼페이스 (Reset Interface) BCD100 은 RESETB 핀, 파워 - 온 - 리셋 (power on reset), UART 브레이크시그널 (UART break character) 또는소프트웨어설정와치독타이머 (software configured watchdog timer) 를통하여리셋되어집니다. RESETB 핀은 low 일때활성화되어지는신호이며 (active low) 내부적으로저주파클록발생기에의하여 필터링되어집니다. 리셋은 RESETB 가활성화된후 1.5~4ms 사이에수행되어지므로 RESETB 에 5ms 이상의시간동안신호가가해지는것을권장합니다. 파워 - 온 - 리셋은 VDD_CORE 전압이통상 1.5V 미만으로떨어지면발생하고, VDD_CORE 전압이통상 1.6V 보다커지면해제됩니다. 리셋이발생하면, 입출력설정이가능한디지털 I/O 핀들은모두입력단으로초기화되어지며출력전용디지털 I/O 핀들은트라이스테이트 (tri-state) 로초기화됩니다. PIO 핀들은약한풀다운 (weak pull-down) 상태로초기화됩니다. Page 14 of 22

15 5. 응용회로도 (Application Schematic) 그림 5-1 BT 모듈인터페이스 그림 5-2 전원및리셋인터페이스 Page 15 of 22

16 그림 5-3 RS232 시리얼인터페이스 그림 5-4 MICOM UART 인터페이스 Page 16 of 22

17 그림 5-5 USB 인터페이스 그림 5-6 I 2 C 인터페이스 그림 5-7 PCM 인터페이스 Page 17 of 22

18 6. 소프트웨어스택 BCD100 은블루투스 v2.0 을만족하는 SPP (Serial Port Profile) 펌웨어가기본적으로내장되어있습니다. 이 SPP 펌웨어는추가작업없이바로 POS (Point-of-sales), 산업자동화, 원격검침및기타다양한실 제현장에적용가능하도록설계, 다년간운영되어그성능및안정성이이미검증되어있습니다. SPP 펌웨어는 AT 명령을이용하여설정및제어가가능합니다. 사용자는 HyperTerminal과같은터미널에뮬레이션프로그램을이용하여 BCD100을설정하고사용자의기존시리얼포트소프트웨어를수정하지않고블루투스무선통신을적용할수있습니다. 또한기본 AT 명령과더불어서다양한확장 AT 명령어도제공되어집니다. 또한 AT명령어를직접입력하지않고 PC에서간편하게설정또한가능하도록 ParaniWizard 및 ParaniWIN 소프트웨어가제공되어집니다. BCD100에서 AT명령어를실행시키기위해서는 BCD100이사용자가설계한보드또는이와상응하는보드에장착되어, 시리얼포트가연결될수있도록되어있어야합니다. BCD100에서제공하는 SPP펌웨어는 Parani-ESD100/110에서제공하는 SPP 펌웨어와동일합니다. OEM 제품개발기간을단축하거나. BCD100을적용하기에앞서서기능을테스트해보고싶은경우에는 Parani-ESD100/110 스타터키르를구입하여먼저적용해보는것을권장합니다. 또한 SPP펌웨어의기본개념및 AT명령어를참조하기위해서는 Parani-ESD100/110의사용자매뉴얼을참고하시기바랍니다. Parani-ESD100/110의매뉴얼은아래세나기술지원홈페이지에서다운로드받을수있습니다. 선택적으로, PC용블루투스 USB 동글과같이전체블루투스스택이외부에서동작하는경우또는사용자가직접개발한커스텀펌웨어를탑재하기위한목적으로 HCI 스택까지만구현되어있는펌웨어를 BCD100에탑재하여출시하는것도가능합니다. 커스텀펌웨어를탑재하기위한자세한내용은세나영업담당자또는기술지원담당자에게문의하시기바랍니다. UART SPP Firmware Host RFCOMM L2CAP HCI Host PCM I/O USB UART HCI Link Manager Link Manager Baseband/Link Control Baseband/Link Control Radio Radio 그림 6-1 SPP 펌웨어블루투스스택 그림 6-2 HCI 펌웨어블루투스스택 Page 18 of 22

19 7. 납땜프로파일 (Solder Profiles) 납땜프로파일은환경에따라서매우다양한변수들에의존적입니다. 아래예시는납땜리플로우 (solder re-flow) 를위한한예를보여주지만참고목적으로만사용되어야합니다. 예시에는다음과같은네가지영역이존재합니다 : 예열영역 (Preheat Zone) 이영역에서는온도를조절하여상승시킵니다. 통산 C /s가적당합니다. 평형영역 (Equilibrium Zone) 이영역에서는보드를일정한온도로서유지하며플럭스를활성화시킵니다. 이영역의유지시간은통상적으로 2~3분이지만플럭스의기화상태에맞게최적화되어야하여야합니다. 리플로영역 (Reflow Zone) 최고온도는융화가적절하게이루어지도록충분히높아야하지만, 부품의변색또는손상을방지하기위하여일정온도를넘어서는안됩니다. 또한납땜시간이너무길어지면금속간결정을유발하여취약부가발생됩니다. 냉각영역 (Cooling Zone) 냉각속도는납땜부를작게유지하기위하여충분히빨라야합니다. 통상적인냉각속도는 2-5 C/s 입니다. 그림 7-1 통상적인무납리플로납땜프로파일 이프로파일의주요특성은아래와같습니다 : 초기상승부 = C/sec to 175 C±25 C equilibrium 평형유지시간 = 60 to 180 seconds 램프에서최고온도도달속도 (245 C) = 최대 3 C/sec 융점이상온도유지시간 (217 C): 45~90 seconds 부품절대최고리플로온도 : 260 C BCD100 은위의프로파일에견딜수있으며, 최대 260 C 리플로공정을두번견딜수있습니다. Page 19 of 22

20 8. 패키징정보 Figure 8-1 Tape Information Page 20 of 22

21 Figure 8-2 Reel Information Page 21 of 22

22 9. 인증정보 9.1 블루투스 SIG 인증 (Bluetooth SIG Certification) QDID: B Design Name: Sena Bluetooth Class1 Module (Parani-BCD100) Core Version: 2.0+EDR Product Type: Component (Tested) Declared Specifications: Baseband Conformance, Radio, Service Discovery Protocol, Logical Link Control and Adaption Protocol, Generic Access Profile, Link Manager, RFCOMM, Serial Port Profile, Host Controller Interface, Summary ICS, Product Type Page 22 of 22

Microsoft Word - ds_parani_bcd110_kr-v1.0.0

Microsoft Word - ds_parani_bcd110_kr-v1.0.0 블루투스클래스 1 OEM 모듈 Parani-BCD110 제품데이터쉬트 버전 1.0.0 2012/05/10 저작권 Copyright 2002~2011, 세나테크놀로지. All rights reserved. 세나테크놀로지는자사제품을예고없이변경및개선할수있는권리를가지고있습니다. 등록상표 Parani 는세나테크놀로지의등록상표입니다. Windows 는 Microsoft