物联网现在已经成为一个商业事实，各种传感器通过无线技术将现实世界的数据传输到物联网上，而低功耗蓝牙技术（BLE）则是其中一项重要的无线技术。现在各种可穿戴设备的井喷发展推动了低功耗蓝牙技术的广泛应用。

而工程师在设计一个基于传感器的无线物联网系统时会面对几方面的设计问题。首先，设计基于传感器的无线系统本身是比较困难的，需要使用多个IC供应商提供的产品和设计工具，无线规范要求复杂的固件开发如BLE协议栈，要面对新的无线标准；而射频电路板的设计也比较复杂，无线系统的天线、匹配电路到芯片比较复杂。其次，设计时使用多个IC会增加系统BOM成本，比如会需要传感器AFE、数字控制逻辑、BLE射频和MCU；而复杂的用户界面要求配备额外的触摸或显示屏IC。另外，设计基于传感器的物联网系统最重要的要求是低功耗，而低功耗模式也会不利于系统电源的优化，这也是个矛盾。

赛普拉斯针对上述挑战推出的低功耗蓝牙单芯片方案PSoC 4 BLE可帮助工程师解决困难，实现无线传感器物联网系统的快速设计。PSoC是赛普拉斯特有的一种将可编程模拟和数字集成的片上系统，具有灵活、可靠、易用等特性，发货量已超过17亿片。PSoC4 BLE是一个具有集成BLE射频的PSoC4芯片。赛普拉斯为PSoC开发特别配备的开发工具PSoC Creator可帮助工程师实现完整的系统设计，其中包含了70多个组件的库，可任意选择，通过拖放图标完成硬件设计，可直接访问组件数据手册，可协同设计应用固件和硬件。

PSoC 4 BLE的BLE组件包含了蓝牙4.1规范、BLE协议栈及其配置文件，便于开发的API，简化了协议栈和配置文件的配置。

设计AMN天线匹配网络（阻容匹配网络）并非易事。它对PCB布局和寄生电容非常灵敏，调试AMN要求射频性能最佳，当需要使用多个外部组件时，其调试复杂性明显增加。通常ＡＭＮ需要７到９个外部组件，而赛普拉斯的ＡＭＮ集成了Balun，因此只要两个组件，从而简化了射频电路板设计并减少了PCB尺寸

PSoC 4 BLE还集成了可编程AFE、数字逻辑以及CapSense，从而降低了系统BOM成本。可编程模拟模块可以构建传感器接口的自定义AFE，CapSense可实现复杂而可靠的用户界面。

PSoC 4 BLE还具有一流的低功耗模式，停止模式下消耗电流最低，同时保持GPIO状态，休眠模式下保持SRAM的数据，保持深度睡眠模式下整个系统的状态，使用提供的API可在各低功耗模式间切换，一秒连接间隔耗电18.9μA。PSoC 4 BLE适合开发一些运动健身健康器、可穿戴电子产品、医疗设备、家庭自动化方案、游戏控制器等基于传感器的低功耗物联网设备。

同PSoC 4 BLE一起推出的还有PRoC BLE可编程片上射频系统，与PSoC 4 BLE相比，片上可编程部分减少了，也没有CapSense部分，适合相对简单一些的产品如无线触控鼠标、带触控板的无线键盘、无线玩具等。

赛普拉斯还同时为用户提供各种BLE套件如BLE Pioneer DVK评估板、PRoC BLE 模块、遥控器设计套件、触摸鼠标设计套件等。用户可基于这些开发套件快速开发出自己的基于传感器的低功耗蓝牙物联网产品。

图1：PSoC 4 BLE

图2：BLE Pioneer Kit