業界で最も集積ワンチップBLEソリューションにより 低消費電力無線システムを容易に設計

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1 業界で最も集積ワンチップBLEソリューションにより 低消費電力無線システムを容易に設計
PSoC® 4 BLE新製品のご紹介 PSoC = プログラマブル システム オンチップ BLE = Bluetooth Low Energy 業界で最も集積ワンチップBLEソリューションにより 低消費電力無線システムを容易に設計

2 モノのインターネット革命 モノのインターネット (IoT) は、現在製品化されている
BLEはIoT用の事実上の低消費電力無線規格 2013年にiPad、iPhone、MacBook、Galaxy、Nexus、Thinkpadを含む12億のBluetooth Smart Ready製品が発売2 BLEは、ウェアラブル機器、医療機器やホーム オートメーション機器等の低消費電力、センサーベース製品向けに設計 IoT製品がセンサーベースBLEシステムを必要とする Jawbone社のフィットネス モニター Mio社の心拍数モニター Kwikset社のKevoデッドボルト 1 ソース: Cisco社のCEO (最高経営責任者) John Chambersは2014年モバイル ワールド コングレス展示会で発表 2 ソース: ABI研究所 2a

3 PSoC:世界初のプログラマブルな 組み込み設計プラットフォーム
32ビットARM® Cortex™-M0などのようなCPUおよびアナログとデジタルのプログラマブル ブロックを搭載 タッチ センシングなどの信頼性が高く、使いやすいソリューションにより組み込みシステムの設計を加速 低消費電力設計を実現 PSoCは信頼性の高いソリューションであり、業界において17億個以上が出荷された実績がある サイプレスは2000年から継続的にPSoCに投資 PSoCは産業、民生、医療、ネットワーキング、車載などのアプリケーションに使用 PSoC 4 BLEは集積BLE無線技術を採用したPSoC 4 IC サイプレスは自社の130nm、フラッシュベースSONOS2 プロセス技術で設計され、BLE無線技術を認証済み1 1 Bluetoothスペシャル インタレスト グループ (Special Interest Group；SIG) により認証 2 Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (シリコン－酸化物－窒化物－酸化物－シリコン): 高信頼性、自動車産業標準を満たす高品質の不揮発性半導体技術 2b

4 Bluetoothの用語 Bluetooth Classic Bluetooth低消費電力 (BLE) Bluetooth 4.0
携帯電話ヘッドセットへのオーディオ ストリーミングで一般的になったパーソナル エリア ネットワーク用のレガシー規格 GFSK2 変調方式で2.4GHz ISM1 バンドで動作、最大3Mbpsデータ レートに対応 Bluetooth低消費電力 (BLE) ステートまたは制御情報を通信する短距離、低消費電力、無線アプリケーション向けの2010年から採用された規格 GFSK変調方式で2.4GHz ISMバンドで作動、1Mbpsデータ レートに対応 Bluetooth Classicと下位互換性なし Bluetooth 4.0 BLEを追加したBluetooth Classic仕様のアップグレード版 Bluetooth 4.1 セキュリティを改善し、消費電力を低減し、スループット3を 　　向上させる、2013年12月に採用された拡張Bluetooth 4.0仕様 Bluetooth Smart BLEのみに対応したBluetooth 4.0/4.1製品の商標 Bluetooth Smart Ready Bluetoothクラシックと BLEの 　　両方対応Bluetooth 4.0/4.1製品用のブランド Bluetooth Smart Ready 製品 Bluetooth Classic 製品 オーディオ ストリーミング Bluetooth Smart 製品 センサー データ 1 世界中にライセンスフリーの産業、科学、医療 (ISM) 向けのRF周波数バンド 2 ガウス周波数シフト キーイング 3 272Kbps、プロトコル オーバーヘッドも含む (Bluetooth 4.0より15%高い) 3a

5 専門用語 アナログ フロント エンド (AFE) バラン アンテナ マッチング ネットワーク (AMN)
ADCにインターフェースするためにオペアンプ、フィルター、コンパレータなどを使用するアナログ信号調整回路 バラン 差動RF信号をシングル エンド信号またその逆に変換する電気 デバイス アンテナ マッチング ネットワーク (AMN) バラン機能、アンテナ インピーダンス マッチングおよびローパス フィルターを提供するRLC回路ネットワーク BLEプロトコル スタック (スタック) BLE通信を提供するためのBluetooth 4.0/4.1仕様を実装するファームウェア BLEプロファイル (Profile) 同じプロファイルを使用しているデバイス間のアプリケーション レベルの相互運用性を保証するBluetooth仕様 例えば、キーボードはHIDプロファイルを使用し、心拍数モニター (HRM) はHRMプロファイルを使用 Bluetooth Smartデバイス Bluetooth Smart Readyデバイス アプリケーション ＆プロファイル アプリケーション (例えば、マウス) プロファイル: HID、HRM、グルコース メーターなど 一般アクセス プロファイル (GAP) 一般属性プロトコル (GATT) 属性プロトコル (ATT) セキュリティ マネージャ (SM) 論理リンク制御および適応プロトコル (L2CAP) リンク層 (LL) 直接テスト モード (DM) 物理層 (PHY) アプリケーション レベル相互運用性 アプリケーション プロファイル: HID、HRM、グルコース メーターなど Bluetooth ClassicとBLE プロトコル スタック BLEプロトコル スタック1 リンク層 直接テスト モード ハードウェア2 BLEリンク 物理層 1 詳細については、BLE Componentデータシートを参照 2 シリコン チップ上に実装 3b

6 PSoC Creatorにおける BLE Component Configuration Tool
PSoC 3、PSoC 4、PSoC 5LP統合開発環境 (IDE) PCにインストールされて以下のことを実現するソフトウェア: 　　PSoCシステムのハードウェアとファームウェアの同時設計、または 　　一般的なIDEへのエクスポートもできるハードウェアの設計 Component PSoC Creatorソフトウェアにおいてアイコンで示された無料の組み込みIC 単一のPSoCに複数のICとシステム インターフェースを統合するために使用 PSoC Creatorの中でシステムを設計するために、アイコンとしてドラッグ／ドロップ 固有のメイン システム バスを介してMCUに接続 BLE ComponentはBluetooth Smart製品をほんの数分で作成 プログラマブル アナログ Componentはセンサー用に使用 Component のコンフィギュレーション ツール PSoC Creatorにおける単純なグラフィカル ユーザー インターフェース 各Componentに組み込まれる Componentパラメーターをカスタマイズするために使用 Componentを右クリックすることでアクセス PSoC 4 BLE 集積BLE無線技術をを採用したPSoC 4 IC Bluetooth 4.1と互換性のあるロイヤリティフリーの 　　BLEプロトコル スタックを含む 75以上のComponentを利用可能 BLE Componentは Bluetooth Smart製品を作成 プログラマブル アナログ Componentはセンサー インターフェースを作成 PSoC Creatorにおける BLE Component Configuration Tool BLE Component アイコン BLE Component Configuration ToolはGUIを提供し、複雑なBLEプロトコル スタックとプロファイルの実装を簡素化 3c

7 PSoCの用語 CapSense® SmartSense™ 自動チューニング 汎用デジタル ブロック (UDB)
サイプレスのタッチ センシングのユーザー インターフェース ソリューション 業界No.2に比べ、4倍の販売実績がある業界No.1ソリューション SmartSense™ 自動チューニング CapSenseボタンがシステム、製造および環境の変化に応じて連続的に補正を行うようにするアルゴリズム 手動チューニングを必要とせずに製品設計を簡素化 汎用デジタル ブロック (UDB) 以下を含むPSoCプログラマブル デジタル ロジック ブロック: 　　2個のプログラマブル ロジック デバイス (PLD) 　　算術論理演算ユニットを備えた1つのプログラマブル データ パス 　　ステータスおよび制御レジスタ PSoC Creatorで次のものを使用して設定: 　　1) PSoC Creator Component、2) グラフィカル ステート マシン エディタ、または3) Verilogコード 連続時間ブロック (CTBm) オペアンプ、PGA、コンパレータなどを実装するために使用されたプログラマブル アナログ ブロック (以下に示す) V CTBmを備えたPSoC 4プログラマブル アナログ ブロック 回路図: 差動プリアンプ回路を備えたADC プログラマブル アナログ ブロック CTBm オペ アンプ オペ アンプ コンフィギュ レーション後 12ビットSAR ADC 1Msps オペ アンプ オペ アンプ CTBmやSAR ADCなどのPSoC 4 BLEデバイスの プログラマブル アナログ ブロックは… PSoC CreatorでComponentを使用してこの差動プリアンプなどのような 多くのカスタム アナログ回路を作成可能 3d

8 エンジニアが直面する課題 IoT用の無線センサーベース システムの設計は難しい 複数のICによるシステム設計はBOMコストを増加
無線仕様は複雑なファームウェア開発 (例、BLEプロトコル スタック) を必要とする RF基板設計は複雑 複数のICによるシステム設計はBOMコストを増加 センサーベース システムはセンサーAFE、デジタル制御ロジック、BLE無線技術とMCUを必要とする 複雑なユーザー インタフェースは追加タッチまたはディスプレイICを必要とする 低消費電力システムを実現するのは難しい 無線システムがコイン電池で作動することが多い システム電力の最適化には、低消費電力モードを慎重に使用することが必要 PSoC 4 BLEはこれらの問題を解決: 1. PSoC Creatorで完全なシステム設計を実現 2. 使いやすいBLE ComponentでBLEプロトコル スタックとプロファイル コンフィギュレーションを簡素化 3. バランを統合して、RF基板設計を簡素化 4. プログラマブルなAFEとデジタル ロジックを統合し、CapSenseとARM Cortex-M0 CPUおよびBLE無線技術をを統合 5. 5つのフレキシブルで使いやすい低消費電力モードを提供 PSoC 4 BLEワンチップ ソリューションは低消費電力、センサーベースIoTシステムを作成する点では 匹敵するものがない 4

9 1. PSoC Creatorが完全な システム設計を実現
PSoC Creator IDEに表示されたカスタムAFEを備えたBLE心拍数モニターのサンプル プロジェクト 75以上のComponentのライブ ラリを調べる メイン設計ワークスペースで ハードウェア システム設計を完 成するようにComponentアイコ ンをドラッグとドロップ (例え ば、Bluetooth Smart設計に は、BLE Componentを使用) Componentのコンフィギュ レーション ツールを使って、 Componentを設定 Componentのコンフィギュ レーション ツールから Componentデータシートに直接 アクセス PSoC Creator IDEにおいてア プリケーション ファームウェアと ハードウェアを相互設計 完全システム設計ガイドライン については、PSoC 4 BLE入門 アプリケーション ノートを参照 HRM 5a

10 2. BLE Componentはスタックと プロファイル コンフィギュレーションを簡素化
Bluetooth 4.1仕様 全てBLEプロファイルを含むBLEプロトコル スタック 簡単なファームウェア開発のためのAPI PSoC CreatorにおけるBLE Componentのコンフィギュレーション ツール BLE Componentアイコン BLE Configuration Toolを 右クリックしてComponent Configuration Toolを表示 2. BLE Component Configuration ToolはBLEプロトコル スタックとプロファイル コンフィギュレーションを簡素化 5b

11 3. PSoC 4 BLEはRF基板を簡素化 AMNの設計は簡単でない
外部Componentが必要の時、AMNの調整の複雑さは劇的に増加 標準的なAMNは7～9個の外部Componentを備えているが、サイプレスAMNは、バランが統合されたので2個だけを備えている サイプレスAMN Nordic社のAMN Texas Instruments社のAMN L1 C3 2.2pF L3 3.3nH C1 C2 2nH C1 1.2pF 18pF 1pF L1 4.7nH C2 1.0pF C4 1.5pF RFP L2 L3 Ant RFP RFN RFN 1nH 3nH VDD_PA L2 10nH C3 L4 L1 6.8nH C5 18pF 2nH 1pF C1 2.2nF C4 1pF 2個の外部Component 7個の外部Component 9個の外部Component 統合されたバランを備えたPSoC 4 BLEはRF基板設計を簡素化し、プリント基板上のフットプリントを削減 5c

12 4. PSoC 4 BLEはプログラマブルなAFEと デジタル ロジックおよびCapSenseを統合
CapSenseおよびプログラマブルなAFEとデジタル ロジックの統合はシステムBOMコストを削減 オペアンプ、コンパレータ、ADC、DACなどのプログラマブル デジタル ブロックを使ってセンサー インターフェース用のカスタムAFEを作成 TCPWM1、SCB2、UDBなどのプログラマブル デジタル ブロックを使ってデジタル ロジックを統合 CapSenseで信頼性の高くて、複雑なユーザー インターフェースを実装 プログラマブルなアーキテクチャはユニークなメリットをもたらす UDBへCPUのタスクを解放することで、バッテリ駆動アプリケーションの消費電力を削減 UDBを使って、カスタム デジタル ペリフェラルを作成 (以下例で、カスタムI2Cが加速度計入力からウェイクアップ) 動作中にブロックを再設定して、複数の機能を作成 オンチップ マルチプレクサにより、いかなるピンもアナログまたはデジタルI/Oとして使用可能 実際のPSoC Creatorの完全なIoTシステム設計 (完全な製品設計)3 HRM入力 1 タイマ、カウンタ、パルス幅変調器；16ビット タイマ、カウンタ、パルス幅変調器ブロックとして設定可能 3 着色されたヘッダーは固有のシステム バス接続を示す 2 UART/SPI/I2Cとしてコンフィギュレーション可能なシリアル通信ブロック 5d

13 5. PSoC 4 BLEにより低消費電力無線 システムを可能にする
電力モード 消費電流 コード実行 使用可能な デジタル ペリフェラル 使用可能な アナログ 使用可能な クロック ソース ウェイクアップ ソース 時間 アクティブ 6MHz 有 すべて - スリープ 1.3mA 無 任意の割り込みソース ディープ スリープ 1.3μA WDT1、LCD2、I2C/SPI、 リンク層3 コンパレータ、オペアンプ、POR4、BOD5 WCO6、 32kHz ILO7 コンパレータ、GPIO8、WDT、SCB9 25μs ハイバネート 150nA コンパレータ、POR、BOD コンパレータ、GPIO 2ms ストップ 60nA ウェイクアップ ピン、 XRES10 PSoC 4 BLEの消費電流 PSoC 4 BLEはクラス最高の低消費電力モードがある ストップ モードでGPIO保持のままで最低電流を消費 ハイバネート モードでSRAMデータを保持 ディープスリープ モードで完全なシステム状態を保持 低消費電力モード間で容易に切り替えるためにAPIを提供 1秒の接続間隔当たり平均電流18.9μAを消費 詳細については、AN92584をダウンロードしてください: PSoC 4 BLEの電力消費量測定 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 C D 1秒の接続間隔当たり平均電流消費量=18.9µA 段階 電力モード 活動 A アクティブ 振動子の起動 B スリープ C RFの送信 D RFの受信 E スタックの処理 F ディープ スリープ WCOオン 電流 (mA) A E B F 1,000 2,000 3,000 4,000 999,000 1,000,000 タイム (µs) アクティブ スリープ アクティブ ディープスリープ 1 ウォッチドッグ タイマ 4 パワーオン リセット 2 液晶ディスプレイ 5 電圧低下の検出 kHz内部低速度振動子 9 シリアル通信ブロック 3 デジタル ロジック管理BLEプロトコル kHz時計用水晶振動子 8 汎用入出力 10 外部リセット 5e

14 PSoC 4 BLEのソリューションと 競合製品の比較
特長 CY8C4xx7-BL nRF51822 CC2541 CSR1011 CPU、速度 ARM CM0、48MHz ARM CM0、16MHz 8051、32MHz 16ビットRISC、NA フラッシュ、BLEスタック (KB) 128/256、64 256、 80 256, 1304 64 (ROM)、64 電源電圧 1.9 ～ 5.5 1.8 ～ 3.6 2.0 ～ 3.6 シリアル インターフェース1 4 SPI、2 I2C、3 UART 2 SPI、2 I2C、UART 2 SPI、I2C、2 UART SPI、I2C、UART CapSenseチャネル 36 無 UDB 4 ADC 12ビット、1Msps 10ビット、14.7ksps 12ビット、7.5ksps 10ビット、0.7ksps オペアンプ、コンパレータ 4、2 無、無 無、1 パッケージ/GPIO QFN、CSP/36 QFN、CSP/32 QFN/23 QFN/32 Rx感度2 (dBm) -91 -93 -88 -92.5 平均電流 (µA) (1秒、4秒接続) 18.9、6.2 15.5、5.6 24、6.8 28、10.8 ディープスリープ電流 (µA) 1.3 2.3 1 5 ハイバネート電流3 (nA) 150 1,200 500 非対応 ストップ モード電流 (nA) 60 600 集積バラン 有 1 サイプレスとTIはSPIとI2C用に使用できるマスターとスレーブの両方を持っているが、 3 RAMのデータを保持するハイバネート NordicとCSRはマスターのみがある のコード容量がARM Cortex-M0より 低いため、TI BLEスタックはフラッシュの130KBを使用 2 すべての場合にバランの前の段階で測定 6

15 PSoC® 4ポートフォリオ ARM® Cortex™-M0 | CapSense®
PSoC MCU PSoC 4000 インテリジェントなアナログ PSoC 4100 プログラマブルなデジタル PSoC 4200 プログラマブルなアナログ PSoC 4400 CY8C4128-BL 24MHz、256K/32K1、CMP2、オペアンプ、ADC3、SCB4、 IDAC5、TCPWM6、BLE7 新製品 Q215 新製品 CY8C4248-BL 48MHz、256K/32K1、CMP2、 オペアンプ、ADC3、SCB4、IDAC5、TCPWM6、BLE7、UDB8 Q215 CY8C4127-M 24 MHz、128K/16K1 要NDA 営業へ問い合わせ 新製品 CY8C4127-BL 24 MHz、128K/16K1、CMP2、オペアンプ、ADC3、SCB4、 IDAC5、TCPWM6、BLE7 新製品 CY8C4247-M 48MHz、128K/16K1 要NDA 営業へ問い合わせ 新製品 CY8C4247-L 48MHz、128K/16K1 要NDA 営業へ問い合わせ 新製品 新製品 CY8C4247-BL 48MHz、128K/16K1、CMP2、オペアンプ、ADC3、SCB4、 IDAC5、TCPWM6、BLE7、UDB8 CY8C4126-M 24 MHz、64K/8K1 要NDA 営業へ問い合わせ 新製品 CY8C4246-M 48MHz、64K/8K1 要NDA 営業へ問い合わせ 新製品 CY8C4246-L 48MHz、64K/8K1 要NDA 営業へ問い合わせ 新製品 CY8C44x6 48MHz、64K/16K1 要NDA 営業へ問い合わせ CY8C4125 24MHz 、 32K/4K1、 CMP2、 オペアンプ、 ADC3、 SCB4、 IDAC5、 TCPWM6 CY8C4245 48MHz、32K/4K1, CMP2、オペンアンプ、ADC3、SCB4、IDAC5、TCPWM6、UDB8 CY8C44x5 48MHz、32K/8K1 要NDA 営業へ問い合わせ CY8C4014 16MHz、16K/2K1、 CMP2、 I2C、 IDAC5、 TCPWM6 CY8C4124 24MHz 、 16K/4K1、 CMP2、オペアンプ、ADC3、 SCB4、IDAC5、TCPWM6 CY8C4244 48 MHz、16K/4K1、 CMP2、 オペアンプ、ADC3、SCB4、IDAC5、TCPWM6、UDB8 CY8C4013 16 MHz 、 8K/2K1 、 CMP2 、 I2C 、 IDAC5 、 TCPWM6 1 フラッシュKB/SRAM KB 4 I2C/SPI/UARTとしてコンフィギュレーション可能なシリアル通信ブロック 7 Bluetooth Low Energy 2 コンパレータ 5 電流出力アナログ－デジタル変換器 8 Universal Digital Block 3 デジタル-アナログ変換器 6 タイマー／カウンター／PWMブロック 量産中 開発中 QQYY 状況 サンプル出荷 コンセプト 供給体制 7

16 ワイヤレス ポートフォリオ 2.4-GHz RF トランシーバ プログラマブル ラジオオンチップ(PRoC™)
プログラマブル システムオンチップ (PSoC®) MCU CapSense® TrueTouch®1 インテリジェントな アナログ プログラマブル デジタル BLE2 CYRF89235 PRoC-USB WUSB8-NL、M8C9、USB 13個のGPIO、32KBフラッシュ CYRF9935 WUSB8-NX 2Mbps TX 12mA、RX 15mA CYRF8935 WUSB8-NL 1Mbps TX 18mA、RX 18mA CYRF89135 PRoC™-Embedded WUSB8-NL、M8C9 35個のGPIO、32KBフラッシュ CYRF6936 WUSB8-LP TX 26mA、RX 21mA CYRF69103 PRoC-LP WUSB8-LP、M8C9 14個のGPIO、 8KBフラッシュ CYRF69213 WUSB8-LP、M8C9、USB CYRF89535 PRoC-TT WUSB8-NL、M8C9、2本指1 CYRF89435 PRoC-CS 35個のGPIO、 32KBフラッシュ CYBL1016x PRoC BLE CM03、2個のSCB4 36個のGPIO、 128KBフラッシュ CYBL1056x CM03、2個のSCB4、2本指1 36個のGPIO、128KBフラッシュ CYBL1046x CM03、2個のSCB4、CapSense 36個のGPIO、128KB Flash CY8C41x7-BL PSoC 4 BLE CMP5、オペアンプ、 36個のGPIO、128KBフラッシュ CY8C42x7-BL CMP5、オペアンプ、4個のUDB6 CYBL1017x 36個のGPIO、256KBフラッシュ CYBL1057x 36個のGPIO、 256KBフラッシュ CYBL1047x CM03、2個のSCB4、 CapSense、36個のGPIO、256KBフラッシュ CY8C41x8-BL CMP5、オペアンプ CY8C42x8-BL CMP5、オペアンプ、 4個のUDB6、36個のGPIO、256KBフラッシュ Q215 新製品 GFSK7 GFSK7 + DSSS10 1 2本指のジェスチャーのタッチ センシング技術 2 Bluetooth Low Energy であり、Bluetooth Smartとして知られている 3 ARM® Cortex®-M0 4 シリアル通信ブロック 5 コンパレータ 6 Universal Digital Block 7 ガウス周波数位相シフト キーイング 8 ワイヤレスUSB™ 9 サイプレス独自の8ビット MCU 10 ダイレクト シーケンス拡散スペクトラム 量産中 開発中 QQYY 状況 サンプル出荷 コンセプト 供給体制

17 製品概要: BLEシリーズ 低消費電力ワイヤレスIoTシステム設計に最適化された2つのBLE製品ファミリを提供 機能
PSoC 4 BLEシリーズ PRoC BLEシリーズ CPUコア ARM Cortex-M0 CPU速度 (MHz) 48 フラッシュ サイズ／SRAM (KB) 256/32 ADC 12ビットSAR1 1Msps 12ビットSAR 1Msps オペアンプ 4 - コンパレータ 2 IDAC UDB タイマー、カウンター、PWM 4/4/8 CapSense 有 I2S シリアル インターフェース 4 SPI、2 I2C、4 UART 2 SPI/I2C/UART I/O (静電容量センシングI/O) 36 パッケージ 56-QFN、68-CSP アプリケーション 汎用フィットネス モニター、 ウェアラブル機器 PCペリフェラル、HID、リモコン、 ワイヤレスおもちゃ 1 逐次近似レジスタ

18 PSoC 4 BLE (CY8C4xxx-BL) アプリケーション ブロック図 特長 資料 出荷予定 32ビットMCUサブシステム
スポーツやフィットネス モニター、ウェアラブル機器、医療機器、 　　ホーム オートメーション ソリューション、ゲーム コントローラー、モノの 　　インターネット (IoT) 仕組み用のセンサーベースの低消費電力システム PSoC 4 BLEワンチップ ソリューション MCUサブシステム プログラマブル アナログブロック I/Oサブシステム GPIO x8 特長 オペ アンプ x4 SAR2 ADC 32ビットMCUサブシステム 48MHz ARM® Cortex™-M0 CPU 最大256KBフラッシュと32KB SRAM AFE1が設定可能 PGA、コンパレータ、フィルタなどとしてコンフィギュレーション可能な4つの オペアンプ、1つの12ビットの1Msps SAR2 ADC SmartSense™自動チューニングを備えたCapSense® 1個のタッチパッド機能を備えたサイプレスの Capacitive Sigma-Delta™ (CSD) コントローラー デジタル ロジックがプログラマブル可能 4個の汎用デジタル ブロック (UDB): カスタム デジタル ペリフェラル 4個のコンフィギュレーション可能なTCPWM3ブロック: それぞれが16ビット タイマ、カウンタおよびPWMのいずれかとして コンフィギュレーション可能 2個のコンフィギュレーション可能なシリアル通信ブロック (SCB): それぞれがI2Cマスター、スレーブ、SPI マスター、スレーブ、および UARTのいずれかとしてコンフィギュレーション可能 パッケージ 56ピンQFN、68ピンCSP Bluetooth 4.1準拠のBluetooth Smart接続に対応 集積バランを持つ2.4GHz BLEラジオ CORTEX-M0 48 MHz CMP x2 CSD GPIO x8 BLEシステム プログラマブル デジタル ブロック 高度な高性能バス (AHB) フラッシュ (256KB) プログラマブルな相互接続および配線 UDB4 x4 GPIO x8 TCPWM3 x4 SRAM (32KB) SCB5 x2 GPIO x8 シリアル ワイヤ ーデバッガ セグメントLCDドライブ GPIO x4 資料 出荷予定 データシート アプリケーション ノート サンプル出荷: 出荷中 量産: 2015年第4四半期 1 アナログ フロント エンド 3 タイマ、カウンタ、パルス幅変調器；16ビット タイマ、カウンタとパルス幅変調器ブロックとしてコンフィギュレーション可能 2 逐次比較レジスタ 4 汎用デジタル ブロック 5 I2C/SPI/UARTとしてコンフィギュレーション可能なシリアル通信ブロック 8a

19 PSoC 4 BLEソリューション サンプル – ウェアラブル フィットネス モニター PSoC 4 BLE値 ブロック図 設計上の問題
複数のアナログとデジタル センサーとインターフェースで接続 PWMベースの振動モーターを駆動 コイン電池からの低消費電力での動作のために設計 PSoCソリューション BLE接続はワンチップで容易に実装 複数のアナログ センサーとのインターフェース用のプログラ 　　マブルなAFE1、SAR2 ADCとアナログ マルチプレクサ デジタル センサーとのインターフェース用のSCB3などの 　　デジタル ブロック 振動モーターの駆動用のTCPWM4などのデジタル ブロック 電池寿命の延長のための5種の柔軟な低消費電力モード ワンチップ = MCU+AFE+デジタル ロジック+BLEラジオ PSoC 4 BLEワンチップ ソリューション IDAC5 サーミスタ Amux SAR2 ADC BLEシステム 湿度センサー AFE1 RFリンク 圧力センサー バッテリ電圧 Cortex-M0 48MHz 32 RTC 32 2 32 加速計 SCB3 TCPWM4 振動 モーター PSoC 4 BLE設計リソース 設計ソフトウェア: 　　　　PSoC Creator キット: 　　　　BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-042-BLE) アプリケーション ノート: 　 PSoC 4 BLE入門 プロジェクト例: 　　　　PSoC Creator内のPSoC 4 BLE 　　　　センサー ハブのプロジェクト例 ウェアラブル フィットネス モニター Jawbone社 PSoC 4 BLEは、アナログとデジタルのセンサー インターフェースを備えた低消費電力の同様なワンチップ統合BLEソリューションを可能にできる 1 アナログ フロント エンド 3 I2C/SPI/UARTとして設定可能なシリアル通信ブロック 電流ソース 2 逐次比較レジスタ 4 タイマー、カウンター、パルス幅変調器；16ビット タイマー、カウンター、パルス幅変調器として設定可能 8b

20 PSoC 4 BLE入門 1. PSoC Creator IDEをダウンロード: www.cypress.com/Creator
2. 49ドルのBLE Pioneer Kitを購入: 3. PSoC 4 BLE入門のアプリケーション ノートをダウンロード: BLE Pioneer Kitにより、迅速で容易に開発することが可能 Arduino® シールドとDigilent ®Pmod™ ドーターカードとの間で 　　フォームファクタと互換である 2個のFCC認定の1 BLEモジュールを含む 　　PSoC 4 BLEモジュール (CY8CKIT-141として個別に販売) 　　PRoC BLEモジュール (CY5671として個別に販売) 基板搭載CapSenseスライダー、RGB LEDとプッシュ ボタンを装備 全てのデバイスGPIOへの直接アクセスを提供 1.9V、3.3V、または5Vの電圧設定を選択可能 BLE Pioneer Kitは、高度なデバッグ インターフェースを提供 工場でプログラマとデバッガとしてプログラムされる基板搭載PSoC 5LPを含む 　　USBを介したシリアル ワイヤー デバッグ インターフェース 　　USBツー シリアル インターフェース BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-042-BLE) 5.3cm 10.6cm 1 連邦通信委員会 (FCC) による電磁干渉の制限下を証明するため、米国で製造または購買されている電気製品に付けられマークである 9

21 付録 10

22 PSoC 4 BLEの製品セレクタ ガイド PSoC 4 BLE型番デコーダー CY 8C 4X X X XX X BLXXX
型番1 CPU 速度 UDB SCB2 TCPWM3 SAR4 ADC IDAC5 CapSense オペアンプ コンパレータ パッケージ CY8C4127LQI-BL473 24MHz 2 4 806ksps 56-QFN CY8C4127LQI-BL453  CY8C4127LQI-BL483 24 MHz CY8C4127FNI-BL483 68-CSP CY8C4247LQI-BL473 48 MHz 1 Msps CY8C4247LQI-BL453 48MHz CY8C4247LQI-BL463 CY8C4247FNI-BL483 PSoC 4 BLE型番デコーダー CY 8C 4X X X XX X BLXXX 製品の機能セットに対応するデバイスID番号 温度範囲: I = 産業用 パッケージ: FN=CSP、LQ=QFN フラッシュ サイズ: 7=128KB、8=256KB CPU速度: 2=24MHz、4=48MHz 製品の種類: 42=プログラマブルなデジタル、41=インテリジェントなアナログ マーケティング コード: 8C=PSoCプラットフォーム 会社ID: CY=サイプレス 1 すべての製品番号は、産業用温度 (-40ºC～+85ºC)、 2 シリアル通信ブロック 4 逐次比較レジスタ 個のGPIO、128KBフラッシュおよび1.9V～5.5Vの入力電圧範囲を対応 3 タイマー、カウンター、パルス幅変調器ブロック 5 電流出力デジタル-アナログ変換器 11

23 参考資料およびリンク 製品のウェブページ: 製品データ シート: 製品ロードマップ: PSoC Creator IDE: BLE Pioneer Kit: 製品の紹介ビデオ: PSoC 4 BLEのワークショップの紹介: アプリケーション ノート PSoC 4 BLE (AN791267) 入門: PSoC 4 BLEの消費電力測定 (AN92584): PSoC 4 BLE (AN91184) によるBLEアプリケーションの作成: PSoC 4 BLE (AN96112) によるカスタム プロファイルの作成: デザイン ガイド: CapSenseデザイン ガイド: PSoC 4 BLE Antennaデザイン ガイド: 知識ベース: BLE準拠および相互運用性の報告: 顧客向けのBLEプレゼンテーション: Bluetooth SIGウェブサイト: 詳細情報は 12

24 PSoC 4 BLEソリューション価値 例: 心拍数モニター 競合製品 その他部材費 追加コスト
BLE: Nordic社製nRF51822-QFAB-R7 価格: $1.921 その他部材費 オペアンプ: On Semi社製LM324DR2G (2個) 価格: $0.241 バラン: ST Microelectronics社製BAL-NRF02D3 価格: $0.331 アンプ: Microchip社製MCP6N11-001E/SN 価格: $1.022 CapSenseコントローラー: サイプレス CY8CMBR3002-SX1I 価格: $0.471 追加コスト バラン チューニング: 人週2千米ドルを計算単位として4倍の人週 　　に当たる人件費を削減 (100,000個で償却) 追加価格: $0.08 BLEプロトコル スタック コンフィギュレーション: 人週2千米ドルを 　　計算単位として4倍の人週に当たる人件費を削減 　　 　　(100,000個で償却) $1.92 $0.24 $0.33 $1.02 $0.47 $2.06 $0.08 $0.16 $4.14 競合製品 オペアンプ バラン アンプ CapSenseコントローラー その他部材費 バラン チューニング BLEプロトコル スタック コンフィギュレーション 総追加コスト 合計価格 サイプレス ソリューション: 合計価格: 6%の費用削減: CY8C4247LQI-BL453 $3.901 $0.24 1 2014年6月24日付けDigiKeyウェブサイト掲載1000個購入時の価格 2 2014年6月24日付けMicrochipウェブサイト掲載1000個購入時の価格 13

25 数分でBLEプロトコル スタックを コンフィギュレーション
PSoC CreatorのBLE Component Configuration Toolを開く アプリケーションに応じて全てのBLE SIG 適用プロファイルから1つのプロファイルを選択する、またはカスタム プロファイルを選択 適切なプロファイル ロール1とGAP ロール2、3を選択 選択されたプロファイルのパラメーターを設定 GAPパラメーターを設定 APIガイドを含むComponentデータ シートを使用してアプリケーションを書き込む GUIベースBLE Component Configuration Toolを使用してBLEプロトコル スタックをコンフィギュレーション 1 プロファイル ロールはサーバー (データの生成用) またはクライアント (データの受信用) として設定可能。 例えば、タブレット (クライアント) に接続されるキーボード (サーバー) として設定。詳細はBLEComponentデータ シートを参照してください。 2 BLEデバイスは、ブロードキャスター、オブザーバー、セントラルおよびペリフェラルの4つの汎用アクセス プロファイル (GAP) のロールで動作可能。 3 PSoC 4 BLEは、セントラル ロールとペリフェラル ロール間で逆転ロールを含むすべてのGAPロールに対応 14

26 アドバンスト ハイパフォーマンス バス (AHB)
PSoC 4 BLE: 業界で最も統合性の高い ワンチップBLEソリューション PSoC 4 BLEワンチップ ソリューション 割り込み コントローラー フラッシュ (256KB) クロッキング システム SRAM (32KB) 電源管理 SWD CORTEX™-M0 48MHz MCU サブシステム アドバンスト ハイパフォーマンス バス (AHB) BLEシステム UDB TCPWM1 TCPWM SCB2 SCB セグメントLCD プログラマブル デジタル ブロック 12ビットSAR ADC 1Msps プログラマブル アナログ ブロック CTBm CapSense 8ビット IDAC 7ビット IDAC プログラマブルな相互接続および配線 GPIO ポート プログラマブルな入出力サブシステム オペ アンプ オペ アンプ オペ アンプ オペ アンプ CMP CMP 1 タイマー、カウンター、パルス幅変調器；16ビット タイマー、カウンター、パルス幅変調器ブロックとして設定可能 2UART/SPI/I2Cとして設定可能なシリアル通信ブロック 15

27 PSoC 4 BLEソリューション例 – 心拍数モニター (HRM) PSoC 4 BLE値 ブロック図 設計の問題 PSoCソリューション
HRMにBLE接続を追加 心拍信号の感知とフィルター処理用のカスタムAFE1を実装 ユーザー入力用の静電容量タッチセンシング ボタンを実装 セグメントLCDを駆動して測定された心拍数を表示 コイン電池からの低消費電力の動作のために設計 PSoCソリューション BLE接続はワンチップで容易に実装 (HRMプロファイルも含む) 心拍信号の感知とフィルター処理用のオペアンプを備えた 　　プログラム可能なAFEとSAR2 ADC ボタン、スライダーとトラックパッド用の統合されたCapSense 統合されたセグメントLCD駆動 電池寿命の延長のための5種の柔軟な低消費電力モード ワンチップ=MCU+AFE+CapSense+BLEラジオ PSoC 4 BLEワンチップ ソリューション バッテリ 電圧 カスタムAFE作成用のプログラマブル アナログ ブロック1 Amux フィルタ オペアンプx2 SAR2 ADC HRM セグメントLCDドライブ LCD 電極1 アンプ オペアンプx2 電極2 Cortex-M0 48MHz CapSense ボタン 32 32 加速計 SCB3 BLE システム 2 32 RFリンク PSoC 4 BLE設計リソース 設計ソフトウェア: 　　　　PSoC Creator キット: 　　　　BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-042-BLE) アプリケーション ノート:　 PSoC 4 BLE入門 プロジェクト例: 　　　　PSoC Creator内のPSoC 4 BLE 　　　　心拍数モニターのプロジェクト例 BLE心拍数モニター Mio社 PSoC 4 BLEは、カスタムAFEを備えた低消費電力のワンチップ統合BLE ソリューションを可能にできる 1 アナログ フロント エンド 3 I2C/SPI/UARTとして設定可能なシリアル通信ブロック 2　 逐次比較レジスタ 16