Il protocollo di trasmissione Bluetooth (BL) è ormai noto da anni come lo standard dominante per la trasmissione audio tra il cellulare e dispositivi audio esterni. Praticamente ogni cellulare di nuova generazione possiede un transceiver Bluetooth. Lo standard Bluetooth oltre noto HFP (Hand Free Profile) possiede molti altri profili a supporto delle più svariate applicazioni ed esigenze. L'utilità dei profili supportati dal protocollo è quella di permettere una comunicazione con altri sistemi anche di marche differenti, infatti ogni profilo, all'interno del protocollo Bluetooth, aggiunge ulteriori informazioni e specifiche particolari. Alcuni esempi potrebbero essere il profilo SPP (Serial Port Profile) utilizzato per emulare una porta seriale o il profilo FTP (File Transfer Protocol) pensato per il trasferimento dei file tra due dispositivi Bluetooth.

Negli ultimi due anni ha preso piede il nuovo standard nominato Bluetooth Low Energy (BLE) anche noto come Bluetooth  Smart. La nuova versione Bluetooth non rappresenta una nuova generazione che sostituirà i vecchi dispositivi, bensì un ulteriore standard che sta arricchendo le applicazioni finali. La caratteristica principale dello standard Bluetooth Low Energy è quella di richiedere poca energia, permettendo di progettare sistemi alimentati con una semplice batteria a bottone CR2032 e che riescano a tramettere informazioni anche per un anno intero (naturalmente con duty cycle opportuno). Lo standard Bluetooth Low Energy, allo stesso modo del Bluetooth utilizza la banda libera 2.4GHz ma al fine di ottenere bassi consumi ha snellito notevolmente il protocollo di trasmissione riducendo i tempi di connessione tra master e slave e sacrificando il baud-rate, limitando lo stesso. Sebbene entrambi gli standard  facciano uso della frequenza 2.4GHz, i sistemi BL e BLE non sono tra loro compatibili. Sono necessari Transceiver dual mode per poter supportare entrambi i formati. Per cui i vecchi cellulari con il solo Transceiver Bluetooth non possono controllare dispositivi BLE.

Nonostante il protocollo fornisca gli strumenti necessari per ridurre i consumi, questo non basta per avere un sistema a bassi consumi, infatti il Transceiver e la tecnologia utilizzata per realizzarlo giocano un ruolo molto importante. Texas Instruments ha annunciato il nuovo Transceiver System on Chip CC2640 basato su Cortex M3 appartenente alla famiglia di prodotti SimpleLink (TM). Il nuovo chip estende la famiglia di Transceiver e SoC CC2540 (BLE + USB), CC2541 (BLE) basati su CPU 8051 e il Transceiver dual mode CC2565 (BL + BLE).

Lo schema a blocchi del chip CC2640 si presenta come in Figura 1.

Figura 1: Schema a blocchi del sistema SoC CC2640.

Si può subito vedere che il cuore del sistema è un Core Cortex M3,  128KB di flash e 20KB di RAM. L'abbondante cache, di ben 8KB, permette di raggiungere ridotti consumi grazie all'esecuzione del codice direttamente in RAM. Il sistema integra inoltre il Sensor Controller che permette di controllare diverse periferiche spesso utili in applicazioni in cui siano utilizzati sensori (da cui il nome), senza l'utilizzo del Core principale, il quale può rimanere in sleep mode. Il sistema integra anche una CPU Cortex M0 nella sezione RF Core. Questo Core non è direttamente programmabile, infatti si occupa delle operazioni a basso livello del protocollo. In particolare la sezione RF Core è a tutti gli effetti una Radio Digitale e fornisce una flessibilità maggiore rispetto ad architetture statiche con un numero limitato di registri. Il Core Cortex M3 comunica con il Core Cortex M0 per mezzo del sistema nominato Doorbell, il quale permette di organizzare e richiedere l'esecuzione di comandi o serie di comandi, anche condizionali, al Core Cortex M0. Per cui la radio digitale si comporta a tutti gli effetti come un coprocessore a supporto del Core Cortex M3 il quale può limitare le proprie attività quasi esclusivamente a quelle richieste dall'applicazione finale. Il CC2640 è fornito con lo Stack Bluetooth, permettendo subito di iniziare lo sviluppo della propria applicazione.  

A supporto del CC2640, oltre al Referece Design, sarà presto presente il nuovo SensorTag.

Oltre al CC2640 è  presente il modello CC2650 per l'uso di protocolli proprietari a 2.4GHz e  il CC2630 per supportare i protocolli basati sullo standard IEEE 802.15.4, come per esempio il protocollo ZigBee e 6LoWPAN.
 
 

Bibliografia

• CC2640 : Bluetooth Low Energy (CPU Cortex M3)
• CC2630 : Zigbee e 6LoWPAN
• CC2650 : Protocolli proprietari a 2.4GHz
• CC2540 : Bluetooth Low Energy (CPU 8051)
• CC2541 : Bluetooth Low Energy (CPU 8051)
• Profili Bluetooth
• Bluetooth Low Energy