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Bluetooth® Smart用 通信LSI「ML7125」


コイン電池の7万時間駆動を実現する
Bluetooth® Smart用 通信LSI「ML7125」を開発

～ 平均消費電流※を60%削減し、ウェアラブル機器だけでなく
インフラIoTの普及にも貢献 ～
※当社従来品ML7105との比較値


要 旨

ラピスセミコンダクタは、スポーツ&フィットネス機器、ヘルスケア機器など、小型電池の長寿命化（超省エネ）が必要とされるウェアラブル機器に最適なBluetooth® スペックv4.1（Bluetooth® Smart）対応 2.4GHz無線通信LSI ｢ML7125｣を開発しました。

ML7125は、0.15µmのローパワーCMOSプロセスを駆使することで、送受信時の電流を9mA (当社従来品 : ML7105) から業界トップクラスの5.8mAへ大幅に削減すると同時に、スリープ時の電流も0.7µAから0.3µAに削減しています。また、ファームウェアの設計を再構築することで、送受信時のアクティブ期間5msを半減、送受信時間を短縮しているため、平均電流を当社従来品比で約60%削減することができました。これにより、ボタン電池CR2032（200mAh）で2秒間隔の送受信だけを行う場合、本製品は約7万時間（当社従来品は約2万6千時間）の電池駆動を実現することが可能です。

なおML7125には、スポーツ&フィットネス機器などウェアラブル機器に最適なBluetooth® スペックv4.1対応 2.4GHz無線通信LSI ｢ML7125-001｣と、外付けMCUが不要でBeacon、シリアル通信などインフラ用のIoT機器に最適なスレーブ専用の無線通信LSI ｢ML7125-002｣の2製品を準備しており、用途に応じて最適なBluetooth通信を提供します。

2015年10月からサンプル出荷を開始しており、2015年12月から量産を開始する予定です。生産拠点は前工程がラピスセミコンダクタ宮城、後工程がラピスセミコンダクタ宮崎です。

今後もラピスセミコンダクタは、省電力化が必要なウェアラブル機器・IoT機器市場に向けて、手軽に無線通信環境を構築できる無線通信デバイスを開発してまいります。

背 景

Bluetooth® Smartは、ウェアラブル機器に代表される様々なモバイル機器に搭載され、IoTを中心とした新たなサービスと連動する動きが活発化していることもあり、その市場は年々拡大しています。一方で、メモリサイズなどの機能向上に伴いBluetooth® Smartを搭載する機器の消費電力は増加する傾向にあり、機器のサイズに直結する電池の小型化や、電池の長時間駆動に影響する省電力化への要求はますます厳しくなっています。

 

新製品の特長

1. 業界トップクラスの低消費電流

ラピスセミコンダクタが得意とする低消費電力の無線通信を実現可能なトランシーバ・アーキテクチャとRF回路、シングルエンド回路、直接変調器を搭載したことで、業界トップクラスの送受信電流 (5.8mA) を実現しました。加えてアクティブ期間を最適化しており、当社従来品比で平均消費電流を約60%削減しています。

 
Condition ML7105 ML7125
Cl = 2sec、PDU = 0oct 7.70µA 2.94µA
Cl = 1sec、PDU = 0oct 14.71µA 5.61µA

(CI : Connection Interval、PDU : Protocol Data Unit)

【 解 説 】

  • 平均電流削減とは
  • 電池寿命はスペックシートに表されている送受信時のピーク電流ではなく、スリープ時を含めた平均消費電流値によって決まります。例えば上の表からデバイス単体の平均消費電流で電池寿命を計算すると、2秒間隔の送受信であれば、ボタン電池 CR2032 (200mAh) でML7125は約7万時間と当社従来品 (約2万6千時間) から約2.6倍の電池寿命延長が可能です。
    (LSI単体動作での電池寿命予想です。送受信間隔、外部回路、電池特性等の条件により寿命は変わります。)

2. 用途に合わせた2製品をラインアップ


ML7125は用途に合わせて2種類のバージョンをラインアップしています。

  • Bluetooth Core Spec v4.1に準拠する「ML7125-001」

    ｢ML7125-001｣は、Bluetooth® スペックv4.1に対応、マスター・スレーブ機能を有しスレーブ2つまで同時接続可能です。外部MCUからラピス独自のI / F (BACI : Bluetooth Application Controller Interface)でコントロールしており、システム全体の低電力化が可能です。スポーツ&フィットネス機器、ヘルスケア機器に適した製品です。

  • 1chipで動作可能なSoC「ML7125-002」

    ｢ML7125-002｣はML7125-001をベースにファームウェアをBeaconやシリアル通信向けに特化、低消費電流はそのままに外部MCU不要としたスレーブ専用の無線通信LSIです。簡単に通信を実現したいBeaconやシリアル通信に適した製品です。

 

3. USB評価キットを準備 ( TELEC取得 12 / E 予定 )


  • Windows® 搭載PC 上でBluetooth® Smart準拠の2.4GHz 帯無線通信を可能にするUSB評価キットを準備。LAPIS VSSPPソフトウェアによりPC間の簡易通信に加え、アンドロイド4.3以降のスマートフォン、iPhoneとの接続が可能です。
エンジニア向けダウンロードサイト

用途

  • スポーツウォッチ/ヘルスケア・フィットネス機器/IoT機器
  • リモートコントローラ/スマートキー/Beacon/シリアル通信機器

販売計画

  • 商品名 : ML7125-001/ ML7125-002
  • サンプル出荷時期 : ML7125-001：2015年10月より、ML7125-002：2015年11月より
  • サンプル価格 : 700円
  • 量産出荷予定 : 2015年12月より　(月産10万個)
  • 梱包形態 : テープ & リール 2000個

ML7125-00x 仕様

項目 特性値、その他
特長
  • Bluetooth6® SIG Core Spec v4.1準拠
  • 低消費電力無線通信LSI
  • WL-CSPパッケージ
  • Bluetooth6® Host Controller Interface用 UARTを搭載
  • Custom Host Controller Interface用SPI_SLAVEを搭載
  • プログラム格納用128KB ROM (CODE_ROM)
  • ユーザーアプリケーション格納用8KB/24KB RAM (DATA_RAM)
  • EEPROMもしくはCustom Host Controller Interface用I2C (Master & Slave)を搭載
  • Liner RegulatorおよびSwitching Regulatorを搭載
電源電圧 3.3V Typ. (1.6 to 3.6V)
消費電流

0.3µA (スリープ時)

Typ.5.8mA (送信時) (DC / DC使用時)

Typ.5.8mA (受信時) (DC / DC使用時)
パッケージ 67pin 0.4mm pitch WL-CSP (3.12mm × 4.69mm )

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