70 | Наука и технологии
2 . Потоковая передача сигнала в оба уха . Bluetooth Classic обеспечивает стабильную потоковую передачу высококачественного аудиосигнала , поддерживая при этом только один канал стриминга . Для бинауральной потоковой передачи аудиосигнала нужны два канала , что требует разработки специальных решений . В противном случае может возникнуть значительное рассогласование энергопотребления , заметное при использовании протокола A2DP .
Микрочип SWORD : решение проблем Bluetooth
Решая связанные с Bluetooth Classic проблемы расхода батареи и бинаурального стриминга музыки и телефонных разговоров , компания Phonak создала SWORD – беспроводной чип , использующий протокол Bluetooth Classic , но при этом преодолевающий проблемы срока службы батареи и аудиостриминга .
1 . Миниатюризация беспроводного чипа . В 1965 г . Гордон Мур предположил , что « скорость процессоров , или общая вычислительная мощность компьютеров , будет удваиваться раз в два года ». Это эмпирическое положение , широко известное как « закон Мура », применимо и к беспроводным цифровым слуховым аппаратам . Миниатюризация технологий является одним из ключевых факторов использования универсальной беспроводной связи и сложных алгоритмов без увеличения энергопотребления . Одновременно с уменьшением размеров структурных элементов чипа можно снизить энергопотребление . Если транзисторы становятся меньше и располагаются плотнее , путь перемещающихся между ними электронов сокращается , что экономит время и энергию . Чем меньше размер транзисторов , тем большее их количество может использоваться для реализации сложных функций без повышения расхода батареи .
Компания Phonak разработала SWORD , сверхминиатюрный и сверхэкономичный чип . Он состоит из 42 млн транзисторов , размещающихся на площади 6,8 мм ². Благодаря технологии CMOS с размером компонента 40 нм , SWORD является единственным беспроводным чипом , способным использовать один радиочип и одну антенну для всех приложений . В настоящее время это одно из самых энергоэффективных решений для слуховых аппаратов . Оно обеспечивает бóльшую вычислительную мощность для реализации сложных беспроводных возможностей , таких как потоковое бинауральное аудио с использованием Bluetooth Classic и уникальная технология бинауральной потоковой передачи аудиосигнала Binaural VoiceStream™ . Они обе используют одну антенну , что способствует дальнейшей миниатюризации слухового аппарата . Благодаря собственным дополнениям к стандартному протоколу Bluetooth Classic , бинауральная потоковая передача аудиосигнала оптимизирована для внешних устройств . SWORD обеспечивает бóльшую надежность и стабильность Bluetooth-связи за счет новой конструкции антенны , которая позволяет передавать аудиосигнал из уха в ухо , вокруг головы .
На Рисунке 1 представлено сравнение SWORD с другими беспроводными технологиями , например Apple W1 ( собственный чип компании Apple , используемый в беспроводных наушниках AirPods на базе операционной системы iOS 10 ) или NXP Semiconductors ( беспроводной чип , используемый в слуховых аппаратах MFi ).
По экономному энергопотреблению и количеству доступных протоколов
Размер ( мм ) Площадь ( мм 2 ) Размер структурного компонента ( нм ) Расход тока
Протоколы
SWORD тм
1,9 х 3,58 6,8 40
Bluetooth Classic Bluetooth Low Energy RogerTM ( собственный ) AirStreamTM ( собственный ) Binaural VoiceStream Technology ( собственный )
SWORD намного превосходит Apple AirPod и слуховые аппараты MFi . Этот сверхминиатюрный чип способен одновременно использовать несколько протоколов : например , Bluetooth Classic , Bluetooth LE и несколько собственных протоколов . Низкое энергопотребление , по сравнению с беспроводными чипами W1 и NXP , при этом сохраняется .
2 . Радиочувствительность и конструкция антенны . Для дальнейшей оптимизации энергопотребления очень важна чувствительность радиочипа и его антенны . Хорошая радиоантенна позволяет сократить энергопотребление , особенно при передаче сигнала , без уменьшения радиуса действия и снижения стабильности связи . Из-за очень короткой длины волны сигналу частотой 2,4 ГГц сложно огибать даже не очень большие препятствия . Слуховые аппараты традиционно использовали индукционную связь , требующую отдельного радиомодуля с собственной антенной . Конструкция SWORD обеспечивает достаточную для бинауральной передачи аудиосигнала чувствительность . Оптимизированная радиоантенна SWORD позволяет осуществлять двустороннюю потоковую передачу внешних аудиосигналов , а также бинауральный обмен сигналами вокруг головы . Она не теряет чувствительности из-за близости к телу , сохраняя высокую производительность при ношении на ухе . Кроме того , при конструировании антенны учли необхо-
W1 ( Apple AirPod ) 3,23 х 4,42 14,3 65
Bluetooth Classic Bluetooth Low Energy
Рис . 1 . Сравнение микрочипа SWORD с другими решениями Bluetooth .
NXP NxH2003 2,85 х 2,45 7,0 65
Bluetooth Low Energy LEA ( MFi )