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全球尺寸最小、功效最高藍牙5.1 SoC誕生,0.5美元親民價或將催生十億IoT設備

2019-11-11
作者:王潔
來源:電子技術應用

物聯網潛力和規模加速增長,互聯設備越來越多,據IDC預測,到2020年將有超過500億的終端與設備聯網。物聯網是通過無線模塊和互聯網連接推動的,所有”物”連入網絡都必須配備無線模塊。隨著互聯設備的增長,對功耗和成本的要求越來越高,低功耗、低成本的藍牙技術在物聯網應用中被廣泛采用。從藍牙5.0到藍牙5.1,測向功能的加入可以為物聯網提供厘米級精度的室內定位,將激發一大波創新應用。近日,Dialog半導體公司推出了一款全球尺寸最小、功率效率最高的藍牙5.1 SoC,它可以將添加藍牙低功耗連接功能的成本降低到0.5美元。

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DA14531 芯片及模塊

Dialog將這款全球尺寸最小、功率效率最高的藍牙5.1 SoC命名為DA14531,又名SmartBond TINY,面向未來新一輪物聯網發展中海量的一次性物聯網設備。Dialog半導體公司低功耗連接業務部總監Mark de Clercq指出,“SmartBond TINY可以把系統添加藍牙低功耗連接功能的成本降低到0.5美元,而且我們不在系統性能和尺寸上妥協,尺寸僅為現有方案的一半并有全球領先的性能,這款芯片將觸發新一波十億IoT設備的誕生。”

Mark de Clercq-DA14531及其模塊和開發板.jpg

Mark de Clercq-DA14531及其模塊和開發板

Mark De Clercq用金字塔來比擬物聯網設備市場:“最頂端的塔尖是定制化產品,它的成本會非常高昂,但是用量并不多。其次是標準化可充電設備,第三級是標準化可替換的設備,最底層的是標準化一次性設備。” Mark De Clercq預計,底層的標準化一次性設計設備數量有望突破十億量級,如智慧醫療用的注射器、吸入器、血壓監測儀、溫度貼以及咖啡機、低成本遙控器等。這一市場的特點是注重低成本、低功耗,SmartBond TINY的推出正是瞄準了這一市場。

IoT 金字塔.jpg

IoT 金字塔

小尺寸、低成本

根據Mark De Clercq的介紹,SmartBond TINY實現了業界最小的尺寸,封裝尺寸為 2.0 x 1.7 mm,僅為其前代產品的一半。小尺寸的秘訣在于集成度更高,僅需6顆外部無源器件、1個時鐘源、1個電源即可實現完整的系統。對于開發人員來說,這意味著它可以較為容易地裝進任何產品設計,如電子手寫筆、貨架標簽、信標、用于物品追蹤的有源RFID標簽等。

低成本是SmartBond TINY的關鍵優勢,由于面向的是一次性物聯網設備,只有成本足夠低才能得以廣泛應用,SmartBond TINY可將任何系統基于該款產品添加藍牙低功耗連接功能的成本將至 0.5 美元以下。在降低成本方面,該芯片采用更少的物料和外部元件;電源管理集成了降壓 / 升壓 DCDC,成本節省 0.2 美元,采用旁路模式,電感成本節省 0.03 美元;制造成本更低,封裝設計支持雙層電路板,無需微過孔,可以節省PCB成本,另外單個32MHz外部晶振運行,可以節省0.07美元(百萬片用量)。

需要指出的是,由于一次性設備用完可能就會被扔掉,因此它還可以支持更小、更便宜的電池,同時,Dialog考慮到要使用對環境影響最小的電池,因此用戶可使用最小的一次性氧化銀、堿性電池以及紐扣電池。

尺寸更小、成本更低的系統解決方案.jpg

尺寸更小、成本更低的系統解決方案

SmartBond TINY既可以作為一個獨立的芯片系統來使用,也可以作為模塊嵌入到更大的微控制器單元中。DA14531現在已經批量供貨,SmartBond TINY模塊也將在明年第二季度推出,它結合了主芯片的各項功能,能夠將成本藍牙連接的成本降低至1美元以下。SmartBond TINY模塊面向用量不大的客戶,有助于他們在產品開發中更容易地應用這一新的SoC,無需再去驗證其平臺,從而節省了產品開發的時間、工作量和成本。

性能不打折

為了追求更低的成本、更小的尺寸,很多產品往往會在性能上有所妥協,Mark de Clercq 告訴我們:“SmartBond TINY性能不打折。”

全球領先的性能.jpg

全球領先的性能

在功率效率上, SmartBond TINY比同類產品提升了35%。SmartBond TINY基于32位ARM Cortex M0+內核,具有集成的內存及一套完整的模擬和數字外設,在最新的IoT連接EEMBC基準IoTMark?-BLE上獲得了破紀錄的18300高分。其架構和資源允許它作為獨立的無線微控制器使用,或者為已經有微控制器的現有設計添加RF數據傳輸通道。

SmartBond TINY及其模塊功耗僅為其前代產品(DA14580和基于DA14580的模塊)和市場上所有其他競品的一半。TINY創紀錄新低的功耗可確保產品更長的運行時間和貨架壽命,即便使用最小的電池。

最低功率、最小容量的電池.jpg

最低功率、最小容量的電池

開發工具和軟件

Dialog為 SmartBond TINY提供了包含母板和子板的PRO開發套件以及USB開發套件。SmartBond TINY擁有完整的解決方案,提供了 SmartSnippetsTM SDK,包括 Dialog 成熟且經過驗證的藍牙協議棧。該 SDK 支持藍牙 5.1 核心規范;SUOTA 可輕松實現軟件在線升級;HCI/GTL 支持,可作為外部 MCU 的 BLE 數據傳輸通道;基于軟件的真隨機數發生器(TRNG)安全特性。同時,Dialog還提供了SmartBondTM生產線工具,通過批量編程和測試,降低成本并提升產量。

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DA14531 SmartBond? TINY 開發板

此外,針對廣泛關注的物聯網安全問題,Mark de Clercq表示,Dialog在芯片層面支持藍牙行業安全標準AES-128,在只讀內存ROM中擁有ECC內存,用于驗證要執行的連接和鏡像,因此SmartBond TINY有一套出色的安全性能。

Dialog 擁有完整的藍牙連接解決方案,目前已經出貨了 3 億顆藍牙低功耗 SoC,年均增長率約 50%。針對不同的應用和需求,Dialog都可以提供更適合的藍牙連接方案。Dialog的低功耗藍牙產品有兩個系列:高端的DA146xx系列、低端的DA145XX系列。這次發布的DA14531暫不支持藍牙5.1的室內定位技術,但它支持藍牙5.1核心規范,極小尺寸和超低功耗,結合藍牙5.1兼容性,將為下一波十億IoT設備的誕生打下基礎。


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