隨著物聯(lián)網IOT的高速發(fā)展庐冯,無線通信技術的應用也日趨廣泛。當前坎穿,我們的關注點都聚集在物聯(lián)網展父、可穿戴返劲、智能家居、無線充電栖茉、NFC乃至車聯(lián)網行業(yè)篮绿。 然而,這些讓我們享受智慧生活的新科技遲遲未得到大眾的認可吕漂,其中最根本的原因當屬技術短板的存在亲配,顯然,解決無線通信技術瓶頸迫在眉睫惶凝。
國內外IC巨頭也紛紛制定相關戰(zhàn)略規(guī)劃吼虎,都相繼推出了各自的最有特色的產品,為物聯(lián)網這一龐大市場提前布局苍鲜。目前思灰,無線通信市場廠商參差不齊,無線通信產品更是琳瑯滿目坡贺。下面我們就一起來了解一下目前市場上主流的無線通信廠商推出的應用方案官辈,并對其無線平臺進行簡要概述。
1遍坟、TI 最新SimpleLink WiFi平臺 專為IoT而生
最近20年里拳亿,TI一直在為每一代無線產業(yè)提供技術支持,TI 提供了大量完整的半導體和軟件解決方案愿伴,可滿足手持終端制造商肺魁、移動運營商和應用軟件開發(fā)商的需求。
TI推出了SimpleLink WiFi 系列WIFI平臺隔节,專為IoT而生鹅经,包括CC3100及3200,平臺具有高度的靈活性怎诫,其中3200在單芯片中集成了射頻及模擬功能電路瘾晃,將WiFi平 臺與ARM Cortex-M4 MCU整合在一起,實現(xiàn)了低功耗幻妓、單芯片WiFi解決方案;而CC3100可與任何MCU配合使用蹦误。這兩款芯片都具有很低的功耗,提供低功耗射頻和高級低 功耗模式肉津,尤其適用于電池供電式設備的開發(fā)强胰。
CC3200集成了ARM Cortex-M4 MCU,允許客戶添加其特有的代碼;而CC3100已經為8妹沙、16偶洋、32位的MCU提供了接口,可搭配用戶需要使用距糖,并通過TI的IoT云生態(tài)系統(tǒng)成員擁有了云連接支持能力玄窝。
這兩款產品都可讓用戶利用快速連接牵寺、云支持和片上WiFi、互聯(lián)網和穩(wěn)健的安全協(xié)議實現(xiàn)針對IoT的簡易型開發(fā)恩脂,無需具備開發(fā)連接型產品的先前經驗缸剪,就能夠輕松地為眾多的家用、工業(yè)和消費類電子產品增添嵌入式WiFi和互聯(lián)網功能东亦。
該平臺不僅能應用于智慧家居杏节,也能應用于工業(yè)通信。例如可用于工業(yè)設備的無線服務通道典阵,為無監(jiān)視器的非接入式設備提供智能奋渔、便利和服務;可采用現(xiàn)有 的 WiFi 網絡基礎設施以實現(xiàn)電池供電式設備的室內資產跟蹤;還可給工廠配電板增添WiFi功能以對耗電量和設置等進行控制、監(jiān)測和分析壮啊,實現(xiàn)智能能源控制嫉鲸。
2、博通BCM43341四合一芯片提供靈活的SE方案
作為財富 500 強公司之一的 Broadcom Corporation (NASDAQ: BRCM)歹啼,是全球領先的有線和無線通信半導體公司玄渗。Broadcom產品在家庭、辦公室和移動環(huán)境中無縫提供語音狸眼、視頻藤树、數(shù)據和多媒體連接。憑借業(yè)界最 廣泛且一流的片上系統(tǒng)及嵌入式軟件解決方案拓萌,Broadcom 正在通過 Connecting everything?(連接一切)改變世界岁钓。
博通作為無線領導者在2012年年底推出第六代組合芯片BCM43341在小尺寸、低功耗和低成本方面微王,具有諸多優(yōu)勢:
BCM43341是一個四合一芯片屡限,在一個解決方案就提供了WIFI、藍牙炕倘、NFC和FM的功能钧大,這幾大功能都能夠同時工作,這樣就省了在手機上增加太多的元器件而增加了整個BOM板的面積罩旋。
其次此芯片由于采用了標準化40nm低功耗CMOS電路工藝進程啊央,能夠將產品功耗降到競爭對手同類型產品的10%,這在移動設備電池容量未能提升瘸恼,而耗電元件漸多的環(huán)境下劣挫,是一個很重要的優(yōu)點册养,相信這也是能夠吸引大部分廠家選用該方案的出發(fā)點之一东帅。
第三,這個產品的尺寸和外圍元器件都做了很大優(yōu)化球拦,其BOM板面積只有100平方毫米靠闭,而外圍只有34顆元器件帐我,而外圍元器件大部分都是電阻、電容等被動元件愧膀,對于整個產品來說拦键,也能夠簡化開發(fā)難度。
另外在SE(Security Elements)方面具有很大的靈活性檩淋,博通給客戶提供了自行選擇搭配芯片的SE方案芬为,這對于開發(fā)者來說,也是一個很便利的開放蟀悦。
除了在硬件方面有以上的優(yōu)勢媚朦,博通在BCM43341的軟件方面也做得極其到位。博通在將軟件的底層和上層應用方面都向客戶開放的同時日戈,還將NFC軟件棧應用到Android 4.2操作系統(tǒng)询张。博通還會在接下來會根據Android系統(tǒng)的升級,持續(xù)提供相關的升級支持浙炼。
3份氧、NXP JN516x無線MCU模塊 劍指智能家居
NXP (恩智浦半導體)是一家新近獨立的半導體公司,由飛利浦公司創(chuàng)立弯屈,已擁有五十年的悠久歷史蜗帜,主要提供工程師與設計人員各種半導體產品與軟件,為移動通信资厉、消費類電子钮糖、安全應用、非接觸式付費與連線酌住,以及車內娛樂與網絡等產品帶來更優(yōu)質的感知體驗店归。
從2011年開始,恩智浦就以智能照明為突破口酪我,進攻物聯(lián)網消痛,起初在其LPC系列MCU中并未整合無線功能。2013年年初都哭,恩智浦推出針對物聯(lián)網的JN516x系列無線MCU模塊秩伞,包括JN5161、JN5164或JN5168欺矫,整合了無線功能纱新。
該模塊配置了高性能的32位RISC處理器,內嵌Flash和E2PROM穆趴,通過可變寬度指令脸爱、多級指令流水線、低功耗與可編程時鐘速度來提高代碼 效率未妹。同時片上還具有一個符合IEEE802.15.4 2.4GHz標準的無線收發(fā)器以及一系列豐富的模擬簿废、數(shù)字外設空入。配合超低的工作電流和低功耗睡眠特性,可以使設備利用紐扣電池供電并延長電池的壽命族檬。
JN516x評估套件提供系統(tǒng)開發(fā)所需的所有構件歪赢,包括一系列無線載板、插入式擴展板单料、USB連接器埋凯、一個遙控器、一個OpenWRT固件的互聯(lián)網路由器以及完整的軟件設計套件扫尖。
對智能照明递鹉、住宅自動化和能源管理應用而言,JN516x無線MCU模塊系列匯集價格/性能藏斩、片上存儲器和超低功耗及軟件堆疊選擇的最佳組合躏结。
4、ST單片藍牙4.0芯片BlueNRG處理器
意法半導體是世界最大的半導體公司之一狰域,從分立二極管與晶體管到復雜的片上系統(tǒng)(SoC)器件媳拴,再到包括參考設計、應用軟件兆览、制造工具與規(guī)范的完整的平臺解決方案屈溉,其主要產品類型有3000多種。
ST去年發(fā)布了一款擁有業(yè)界最高能效的Bluetooth4.0低功耗單模芯片BlueNRG固件可升級網絡處理器抬探,瞄準Bluetooth Smart應用子巾。新款芯片解決方案可謂健身護腕、智能眼鏡或互動服裝等各種無線智能應用配件實現(xiàn)更長的電池使用壽命小压,及更小线梗、更輕的電池尺寸。
ST的BlueNRG網絡處理器可提供Bluetooth Smart設備與Bluetooth Smart Ready主設備(例如智能手機或平板電腦)相連所需的全部功能怠益。擁有同類產品中最低的工作電流仪搔,使超低功耗設備僅需一枚精巧的紐扣電池即可工作長達數(shù)月 甚至數(shù)年之久。BlueNRG符合最新的Bluetooth4.0藍牙標準蜻牢,內置專用射頻接口烤咧、處理器和藍牙固件,以簡化無線產品設計抢呆,讓工程師集中精力 研發(fā)創(chuàng)新應用煮嫌。憑借BlueNRG IC無與倫比的能效,可實現(xiàn)優(yōu)異的電池使用壽命和出色的無線連接性能抱虐,ST期望在這個市場贏得份額昌阿。除最低的工作電流外在0dBm是傳輸模式耗電僅 8.2mA,接收模式耗電7.3mA,BlueNRG的電源管理十分省電宝泵,模式轉換速度塊,從而可最大限度降低非使用狀態(tài)下的耗電量轩娶。
此外儿奶,BlueNRG能夠讓設計人員靈活的選擇最喜歡的主微控制器,并配備在外部應用處理器上運行的Bluetooth Low-Energy協(xié)議棧鳄抒。片上非易失性存儲器可輕松實現(xiàn)固件升級闯捎,確保應用始終兼容最新版本的藍牙標準。
BlueNRG主要特性:
·嵌入BlueNRG4.0 Low-Energy協(xié)議棧:GAP许溅、GATT瓤鼻、SM、L2CAP贤重、LL茬祷、RF-PHY
·7.3mA(RX模式),最大電流8.2mA(發(fā)送模式并蝗,0dBm)
·可編程輸出功率:-18dBm至8 dBm
·高達96dB RF連接預算
BlueNRG具有同類中最佳的電流消耗祭犯、出色的無線鏈路性能和片上非易失性存儲器芯片,不僅耗電量更低滚停,而且體積也更小沃粗,更適合應用在穿戴式裝置上。
5键畴、飛思卡爾 Kinetis KW系列無線模塊 在Zigbee領域有優(yōu)勢
MCU是飛思卡爾的戰(zhàn)略重點最盅,在物聯(lián)網時代,飛思卡爾通過整合MCU和Zigbee無線技術和RF收發(fā)器起惕,在去年年底推出Kinetis KW2x無線MCU系列涡贱,目的是滿足與未來Zigbee智能能源2.0和互聯(lián)網協(xié)議規(guī)范息息相關處理和存儲器需求。新一代世界級Kinetis無線解決方 案的問世惹想,通過對飛思卡爾廣泛的物聯(lián)網產品組合的擴展盼产,進一步增強了飛思卡爾的連接能力。
kinetis KW2x無線平臺繼承了一個ARM Cortex-M4處理器和一個符合802.15.4標準的RF收發(fā)器勺馆,并包含一個強大的功能集戏售,是一款可靠、安全草穆、低功耗的2.4GHz平臺灌灾。
Kinetis KW2X無線模塊降低功耗,集成了在高端處理器中才提供的高級安全特性悲柱,支持高級加密方法锋喜,如密鑰生成、安全存儲器和篡改檢測功能,提供512KB閃存和 64KB RAM嘿般,以及64K的FlexMemory段标,方便用戶靈活使用,搭配Kinetis開發(fā)工具炉奴,可進一步加快產品開發(fā)速度逼庞。
KW2x無線MCU主要在智能能源、家庭/樓宇自動化瞻赶、醫(yī)療保健赛糟、家庭娛樂等場景使用,典型的應用有:由儀表砸逊、網關家用顯示器和互連設備構成的家庭網絡;聯(lián)網樓宇控制以及具備燈光控制璧南、暖通空調和安保等功能的家庭自動化應用。
6师逸、Atmel SmartConnect SAM W23模塊 融合無線與控制優(yōu)勢
在通訊領域司倚,ATMEL可以提供一系列從手機的FLASH存儲器到無線語音和數(shù)據通訊所需的復雜元件和芯片集。不斷壯大的基帶控制器和射頻元件家族則瞄準了傳統(tǒng)的市場以及新興的市場篓像,如WLAN和藍牙对湃,以及正為網絡和消費產品快速接受的高帶寬無線互連技術。
鑒于物聯(lián)網市場的強大攻勢遗淳,Atmel在融合其在無線與控制兩方面的強大優(yōu)勢拍柒,2014年6月份,Atmel推出了全新的MCU品牌–Atmel SMART以及SmartConnect SAM W23模塊屈暗,該模塊基于 Atmel超低功率WiFi系統(tǒng)芯片拆讯,實現(xiàn)了低功率MCU與Wi-Fi解決方案的結合。SAM W23模塊整合了WiFi功能养叛,設計人員無需再學習WiFi堆棧种呐,從而能夠專注于提升產品功能。
SAM W23模塊是為那些尋求將WiFi連接與IEEE802.11弃甥、RTOS爽室、IP堆棧或RF進行整合的設計人員提供的理想解決方案淆攻,此外阔墩,該模塊可提供應用 和安全協(xié)議(如TLS)、集成網絡服務(TCP/IP堆棧)和標準的實時操作系統(tǒng)(RTOS)瓶珊,這些全部可以在Atmel Studio 6的集成開發(fā)平臺(IDP)通過簡單的串聯(lián)主機接口(SPI啸箫、UART)實現(xiàn)。
此模塊適用于為廣泛的住宅伞芹、醫(yī)療忘苛、工業(yè)蝉娜、消費、智能能源和可穿戴設備市場扎唾。
7召川、Marvell 從WiFi到藍牙到Zigbee 全線的無線MCU平臺
Marvell是一家提供全套寬帶通信和存儲解決方案的全球領先半導體廠商,是一個針對高速胸遇,高密度荧呐,數(shù)字資料存貯和寬頻數(shù)字數(shù)據網絡市場,從事混合信號和數(shù)字信號處理集成電路設計狐榔、開發(fā)和供貨的廠商坛增。
Marvell發(fā)布針對物聯(lián)網應用的全面的無線MCU平臺:MW300 Wi-Fi微控制器获雕、MB300藍牙微控制器和MZ100ZigBee微控制器薄腻。在單一芯片上集成MCU、RF收發(fā)器届案、網絡/無線協(xié)議棧的基礎上庵楷,還集成 了軟件開發(fā)套件和調試工具,并提供從多層安全保障楣颠。
其中MW300 Wi-Fi微控制器支持802.11n Wi-Fi尽纽、內置全功能微控制器的單芯片SoC,面向低功耗進行了有針對性的優(yōu)化童漩,實現(xiàn)了深度低功耗狀態(tài)弄贿,同時降低了正常工作時的功耗,適用于各種基于電 池供電的應用場景; MB300藍牙微控制器是支持雙模藍牙4.1矫膨、集成了微控制器的真正單芯片SoC差凹,實現(xiàn)經典藍牙與智能藍牙并存運行,內置語音功能支持高分辨率ADC以及 與麥克風的直連; MZ100 ZigBee微控制器是支持802.15.4/ZigBee侧馅、集成了微控制器的單芯片SoC危尿,提供Wi-Fi與藍牙的共存,易于與傳感器馁痴、起動器以及其他 組件連接谊娇,減少了外部組件和PCB面積。Marvell EZ-Connect 軟件平臺支持這個最新的無線產品系列罗晕,基于該平臺大大減少開發(fā)時間济欢。
Marvell全線無線MCU平臺覆蓋WiFi,藍牙小渊,Zigbee船逮,提供高集成度,顯著提高了性能粤铭、降低了功耗并降低了總體用料成本挖胃,搭配軟件開 發(fā)平臺Marvell EZ-Connect,讓開發(fā)者短短幾天實現(xiàn)應用開發(fā)。適用于可穿戴設備酱鸭、家庭自動化吗垮、家庭安防、個人保健凹髓、智能家電烁登、配飾與遙控器、汽車蔚舀、照明饵沧、工業(yè)互 聯(lián)網等市場。
8赌躺、Microchip RN4020藍牙智能模塊 可連接主機MCU使用或獨立運行
Microchip是全球領先的單片機和模擬半導體供應商狼牺,為全球數(shù)以千計的消費類產品提供低風險的產品開發(fā)、更低的系統(tǒng)總成本和更快的產品上市時 間礼患。到目前為止是钥,Microchip公司已推出微控制器外圍設備、模擬產品缅叠、RFID智能卡悄泥、KEELOQ保安產品,可設計出更全面肤粱,更具價值的嵌入控制 系統(tǒng)方案弹囚,以滿足用戶日益增長的需求。
今年6月份领曼,Microchip藍牙 4.1低功耗模塊RN4020發(fā)布鸥鹉,提供一個發(fā)射功率為7 dBm、接收靈敏度為-92.5 dBm的內置PCB天線悯森,使模塊的有效工作距離超過100米宋舷,而尺寸卻非常緊湊僅為11.5×19.5×2.5mm。RN4020是一種板載協(xié)議棧模塊瓢姻, 它可以連接到任意一款具有UART接口的單片機(包括數(shù)百款PIC? MCU)祝蝠,也可以無需MCU地獨立運行,進行基本的數(shù)據采集和通信幻碱,其應用如燈標或傳感器等绎狭。獨立運行模式基于Microchip獨特的非編譯腳本而實 現(xiàn),它使用簡單的ASCII命令接口來進行模塊配置褥傍,而無需工具或編譯儡嘶。
RN4020支持最新的藍牙4.1,具有功耗低恍风、發(fā)射距離遠蹦狂、尺寸緊湊等特點誓篱,它可以連接到任意一款具有UART接口的單片機(包括數(shù)百款PIC? MCU),也可以無需MCU地獨立運行凯楔。適用于家庭自動化和家用電器窜骄,照明類應用,以及醫(yī)療設備摆屯、可穿戴設備邻遏,玩具、標簽虐骑、表鏈和遙控裝置准验,基于脈沖和接 近傳感器的系統(tǒng),甚至各種工業(yè)應用廷没。
9糊饱、高通Atheros 低功耗單芯片WiFi平臺QCA4002/4004
高通(Qualcomm)是一家美國的無線電通信技術研發(fā)公司,在以技術創(chuàng)新推動無線通訊向前發(fā)展方面扮演著重要的角色腕柜。
去年9月高通Atheros 推出低功耗單芯片WiFi平臺QCA4002/4004济似,以期布局飛速發(fā)展的物聯(lián)網市場矫废,這也是高通專門為物聯(lián)網應用推出的基于802.11n的單芯片平 臺盏缤。 QCA4002/4004不但在芯片設計上采用一顆單芯片處理器和內存,無需使用其它MCU產品蓖扑,還同時納入了IP堆棧唉铜、軟件中間件架構AllJoyn以 及完整的網絡服務,以協(xié)助客戶以最低的開發(fā)成本律杠,將低功耗WiFi功能增加至任何產品潭流。由于采用的是單芯片設計,這兩個平臺的功耗非常低柜去,而且在2.4G 和5G兩個頻段都可以運行灰嫉。
QCA4002/QCA4004采用低功耗技術,如動態(tài)功率調整Green TX功能嗓奢,可讓設備在鄰近其他設備或接入點的情況下讼撒,減少最多1/2的傳輸功率,搭配睡眠模式股耽,可實現(xiàn)更節(jié)能的通信功能根盒。另外,無論用戶開發(fā)高端或者低端的應用物蝙,平臺都可以滿足需求炎滞。
QCA4002與QCA4004的區(qū)別在于QCA4002是一個子系統(tǒng),可用于一些要求強大的MCU或高內存的應用場景诬乞,通過搭配各種各樣的MCU或內存等來實現(xiàn)册赛。而QCA4004用于一些較低端的應用钠导,內置的CPU可以獨立實現(xiàn)很多應用。
QCA4002/4004可應用于家庭和辦公室的各種新設備森瘪,包括洗衣機辈双、空調設備、熱水器等家電柜砾、消費電子產品以及用于家庭照明湃望、安全和自動化系統(tǒng)的傳感器及智能插座。目前痰驱,海爾已在其洗衣機/烘干機和空調設備上采用了QCA4004证芭。
10、MTK單芯片wifi soc MT7688/MT7681 為智能家居而設
臺灣聯(lián)發(fā)科技股份有限公司(MediaTek.Inc)是全球著名IC設計廠商担映,專注于無線通訊及數(shù)字多媒體等技術領域废士。其提供的芯片整合系統(tǒng)解決方案,包含無線通訊蝇完、高清數(shù)字電視官硝、光儲存、DVD及藍光等相關產品短蜕。
聯(lián)發(fā)科技發(fā)布兩款專為智能家居應用而設計的系統(tǒng)單芯片解決方案—MT7688與MT7681氢架。MT7688為目前業(yè)界功耗最低的系統(tǒng)單芯片,支持Linux系統(tǒng)和802.11n Wi-Fi聯(lián)機;MT7681尺寸小巧朋魔,適用于照明燈具岖研、門鎖與插座等小型家電。
隨著科技進步與價格越來越親民警检,智能家居可望在全球普及孙援,該兩款芯片的推出,不僅奠定了聯(lián)發(fā)科技立足智能家居市場的優(yōu)勢和掌握龐大的商機扇雕,更能將智能家居的使用者體驗提升至全新境界拓售。
MT7688產品特色:
·內建MIPS24KEc/580MHz CPU、256 MB DDR1/2 RAM 與AES128/256加密引擎镶奉,可處理更為復雜或數(shù)據密集型的智能家居設備础淤,如IP攝影機及家庭監(jiān)控系統(tǒng)陈瘦。
·支持Linux平臺敢靡,完整的協(xié)議棧(protocol stack)有助于快速開發(fā)應用程序截汪。
·目前功耗最低的Linux平臺Wi-Fi SoC梭依,功耗僅為之前產品的60%掏湾。
·支持聯(lián)發(fā)科技的Smart Connection智能手機應用程序兆龙。
MT7681產品特色:
·采用40管腳5*5mm QFN封裝宛官,為先進尺寸最小的支持IEEE 802.11n標準的SoC媒咳,可以輕松地為嵌入式設備提供網絡服務迹缀。
·支持GPIO及PWM智能化控制使碾,另為移動設備的通訊提供UART與SPI界面蜜徽。
·整合電源管理單元、功率放大器票摇、低噪聲放大器拘鞋、射頻切換器,從而降低模塊體積與射頻設計能力需求