專有的多媒體射頻遙控器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　二十世紀(jì)七十年代末，紅外線被創(chuàng)新性地用來(lái)控制消費(fèi)類電子產(chǎn)品，解決了較昂貴的超聲波遙控裝置在可靠性、遙控范圍和復(fù)雜性方面的所有問(wèn)題（這也是超聲波遙控器一直努力解決的問(wèn)題）。實(shí)事證明，紅外遙控技術(shù)的確是如此之好，因?yàn)槿�十年之后，我們�(nèi)匀皇褂眉t外線來(lái)控制銷往世界各地的大部分消費(fèi)電子產(chǎn)品。

　　但是紅外遙控的耐久性也是它日漸衰落的原因。在誕生初期，紅外線被設(shè)計(jì)用來(lái)實(shí)現(xiàn)了一些簡(jiǎn)單的功能，例如調(diào)節(jié)音量或者切換電視頻道等。人們從來(lái)就沒(méi)有想過(guò)用它來(lái)應(yīng)付現(xiàn)代消費(fèi)電子產(chǎn)品需要的多媒體、多菜單、多功能。

　　消費(fèi)者們已經(jīng)可以使用數(shù)量龐大的數(shù)字內(nèi)容，包括幾十個(gè)有線電視頻道、儲(chǔ)存在機(jī)頂盒硬盤上的視頻節(jié)目、存放在個(gè)人電腦中的音樂(lè)和照片，或者存放在遠(yuǎn)程服務(wù)器上的視頻電影。將來(lái)，內(nèi)容將通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)或者數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（DLNA）連接來(lái)傳送，而不是通過(guò)老式廣播網(wǎng)絡(luò)連接。為了迅速、方便地獲得數(shù)字內(nèi)容，需要使用遙控器操作的先進(jìn)導(dǎo)航接口，例如觸摸屏、觸摸墊、運(yùn)動(dòng)傳感器、跟蹤球或操縱桿。

　　只有通過(guò)射頻鏈路實(shí)現(xiàn)的功能，訪問(wèn)這些內(nèi)容方才實(shí)際可行�，F(xiàn)在還沒(méi)有跡象說(shuō)明紅外遙控器會(huì)很快消失──對(duì)于只需要簡(jiǎn)單地“點(diǎn)和點(diǎn)擊”操作而言，價(jià)錢便宜的紅外遙控器仍然是最好的解決辦法。但是，消費(fèi)者需要先進(jìn)的導(dǎo)航功能，因而射頻技術(shù)是天生的紅外技術(shù)接替者。

　　有好幾種射頻技術(shù)（現(xiàn)在已經(jīng)上市，或者即將投入市場(chǎng)）在射頻市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)。這些技術(shù)分為兩類，一類是專有技術(shù)，例如Nordic半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品；另一類是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，例如藍(lán)牙低功耗和RF4CE（RF4CE是在IEEE802.15.4媒體存取控制/物理（MAC/PHY）層的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的）。

　　射頻：多媒體時(shí)代的遙控技術(shù)

　　就遙控而言，射頻并不是新技術(shù)。例如，在1903年，Leonardo Torres Quevedo在巴黎科學(xué)院發(fā)表了他的“Telekino”，后來(lái)在法國(guó)、西班牙、英國(guó)和美國(guó)獲得專利權(quán)。Telekino包括一個(gè)遙控機(jī)器人，它執(zhí)行通過(guò)無(wú)線電傳來(lái)的命令。

　　但是紅外線成了控制電視機(jī)的首選（后來(lái)也逐漸成了遙控大多數(shù)其他家用電器的首選），因?yàn)樗��?jiǎn)單、低廉而且可靠性高。但是，隨著現(xiàn)代消費(fèi)電子產(chǎn)品的功能增多，紅外遙控的弊端日益突出。其中最大的一個(gè)弊端也許就是刷新率（重復(fù)一個(gè)命令所用的時(shí)間）比較慢，例如，滾動(dòng)電子節(jié)目指南（EPG）上的節(jié)目名單所需的時(shí)間較長(zhǎng)。在最好的情況下，大約是75毫秒，但在特殊的情況下，如果存在光線干擾，會(huì)延長(zhǎng)到110毫秒或者更長(zhǎng)。

　　由于刷新速度慢，所以不能將遙控滾輪、跟蹤墊或者跟蹤球集成到紅外遙控器中（這就是紅外遙控器往往有很多按鈕的原因）。這導(dǎo)致消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商在產(chǎn)品的用戶界面（UI）沒(méi)有太多作為，也是它們?nèi)匀恢挥谢�本的功能且�?duì)用戶不是特別友好的原因。

　　相比之下，現(xiàn)代的2.4GHz短距離無(wú)線電信號(hào)收發(fā)器的刷新率大約是幾個(gè)毫秒。無(wú)線鼠標(biāo)要求刷新率為8到16毫秒，是這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)很好例子，它利用低延遲的優(yōu)勢(shì)對(duì)無(wú)線指令迅速、平穩(wěn)地作出反應(yīng)。

　　事實(shí)上，更近一步的分析顯示，遙控器需要的射頻技術(shù)，射頻在2.4GHz無(wú)線鼠標(biāo)器和鍵盤中已經(jīng)使用了多年。為了讓遙控器能夠支持先進(jìn)的導(dǎo)航，需要低延遲無(wú)線連接（以便迅速地對(duì)用戶的輸入作出響應(yīng)）、數(shù)據(jù)完整性（先進(jìn)的協(xié)議保證這點(diǎn)）、低功耗（這樣的遙控器可能比傳統(tǒng)的遙控器更積極地得到使用），這些要求與無(wú)線臺(tái)式電腦的要求是一致的。

　　消費(fèi)電子制造商利用準(zhǔn)確無(wú)誤的導(dǎo)航可以從根本上改變產(chǎn)品的用戶界面（UI）。蘋果公司的iPod上的滾輪是平穩(wěn)進(jìn)行菜單導(dǎo)航和控制音頻和視頻文件的一個(gè)好例子，盡管這不是管理大量?jī)?nèi)容的唯一方法。利用射頻技術(shù)，遙控器制造商同樣能夠把有數(shù)十個(gè)按鍵的遙控器，變成一個(gè)具有漂亮界面的精巧控制器。

　　由于峰值電流不是很大，而且99.995%的時(shí)間是處在占空比低的閑置狀態(tài)（在每天按鍵大約五十次的使用狀況下），所以紅外遙控器消耗的功率很少，一對(duì)AA電池可以用上很多個(gè)月。

　　現(xiàn)代的2.4GHz收發(fā)器——不論是使用專有技術(shù)的收發(fā)器、藍(lán)牙低功耗技術(shù)的收發(fā)器，還是符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器——可以很容易提供這樣的電氣性能。這些收發(fā)器只在很短時(shí)間里發(fā)送數(shù)據(jù)，然后盡快回到超低功耗的睡眠模式。傳輸時(shí)的峰值電流為幾十毫安，持續(xù)時(shí)間只有幾百微秒，大部份時(shí)間處于消耗電流僅1微安的睡眠狀態(tài)，因此遙控器的平均電流在微安范圍內(nèi)。這種方法非常省電，足以保證典型的射頻遙控器的電池壽命，和它們要取而代之的紅外線遙控器一樣（或者更好）。

　　射頻的其他優(yōu)勢(shì)不是很明顯，但隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品的發(fā)展，會(huì)變得更加重要。舉例來(lái)說(shuō)，今天的用戶一般是坐在電視機(jī)前面，這樣當(dāng)他們想掃描電子節(jié)目指南時(shí)，可確保與電視機(jī)之間的視距遙控，并要求位于短距離范圍內(nèi)。不難想象，在將來(lái)，有些方面會(huì)有改變。如果要從一個(gè)房間里的“媒體中心”把節(jié)目?jī)?nèi)容送往家里的不同的房間，用戶只需要在房間角落里操作一個(gè)遙控器（它的遙控范圍為數(shù)十米）。射頻技術(shù)就能夠做到這些。

　　對(duì)于現(xiàn)代多媒體應(yīng)用，雖然射頻遙控器是更好的選擇，但是什么技術(shù)是最好的選擇，并不是那么一目了然。設(shè)計(jì)人員可以選擇專有解決方案，例如經(jīng)過(guò)實(shí)際證明的Nordic公司的2.4GHz收發(fā)器，或者像藍(lán)牙低功耗或者RF4CE這些能互操作的解決方案。

　　專有的射頻解決方案

　　從簡(jiǎn)單操作的空調(diào)機(jī)的射頻遙控器，到控制多媒體消費(fèi)產(chǎn)品的射頻遙控器，專有收發(fā)器可以為之提供可靠且可縮短開發(fā)時(shí)間的的辦法。專有收發(fā)器僅僅是與它們自己通訊，可以把它們?cè)O(shè)計(jì)成專門滿足具體終端應(yīng)用的要求（而基于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范則必須設(shè)計(jì)成在一個(gè)廣泛的應(yīng)用范圍里具有互操作性，這不可避免地帶來(lái)的種種折衷），因此專有解決方案已經(jīng)進(jìn)入了射頻遙控器領(lǐng)域。

　　此外，專有解決方案的更新比標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)頻繁，標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)往往“凍結(jié)”幾年都不會(huì)改變，直至更新版本正式被接受才得以改變。因此，在無(wú)線鏈路的關(guān)鍵參數(shù)方面，專有技術(shù)產(chǎn)品超過(guò)所有的標(biāo)準(zhǔn)方案。

　　例如，Nordic的nRF24LE1是2.4GHz的高斯頻移鍵控（GFSK）單片收發(fā)器，它在一個(gè)4mm×4mm芯片上，集成了一個(gè)收發(fā)器內(nèi)核和一個(gè)含閃存的8位混合信號(hào)微控制器，是久經(jīng)考驗(yàn)的專有收發(fā)器硬件，適合用于射頻遙控器。（圖1所示的射頻遙控器參考設(shè)計(jì)采用了nRF24xxx）。

　　圖1：采用nRF24xxx的射頻遙控器參考設(shè)計(jì)。