在物聯網應用中,連接是極其重要的一部分。物聯環境中的每個環節都需要有著足夠可靠的連接。這個連接還不僅僅需要可靠,還需要靈活,同時還要能滿足一系列無線協議與范圍要求。這樣才能在對信息要求極高的物聯應用中提供穩定的網絡。
無線MCU正是為了解決此類問題而誕生。從物聯網中無線技術的迅猛發展不難看出,集成一些無線通信功能是物聯網應用向的MCU發展的趨勢。同時,在物聯網市場中,很多設備都對功耗和成本十分敏感。因此此類無線MCU必然是低功耗且成本較低的。絕大多數MCU廠商都有在無線MCU產品線布局,而且每家的無線MCU也都各具特色,畢竟誰也不愿意在物聯網這個藍海市場落入下風。
Silicon Labs無線MCU
“我們有明確的道路,要成為物聯網智能無線連接的純粹領導者……我迫不及待地想向業界講這個故事。”Silicon Labs首席執行官Tyson Tuttle曾在LinkedIn中寫道。在過去幾年中,Silicon Labs看中了龐大的物聯網市場,舍棄掉低毛利的業務,向純物聯網公司過渡,在IoT增長(尤其是IoT連接性)方面的愈發具有競爭力。

(圖源:Silicon Labs)
EZR32系列產品的目標應用包括智能儀表、無線傳感器網絡、家居和樓宇自動化、安保系統等等等。EZR32系列整合了EFM32 MCU內核和EZRadio/EZRadioPRO sub-GHz收發器,相比于基于分立MCU和RF芯片的系統設計,這種整合后的設計明顯更有優勢。這種整合系統不僅電路板設計更簡單,信號干擾更小。同時還能減少器件數量,在空間有限的應用中極受歡迎。
EZR32系列的sub-GHz連接性無疑是其亮點,該系列提供覆蓋所有地理區域的寬廣頻帶,在長傳輸距離上依然擁有+20dBm輸出功率。而且多協議的EZR32芯片支持基于IEEE 802.15.4/4g、Wireless M-Bus、Wi-SUN和各類專有無線協議的無線應用。
這個系列下有兩個不同內核的產品線,一是基于ARM Cortex-M3內核的EZR32LG芯片,二是基于帶有浮點和數字信號處理能力的ARM Cortex-M4內核的EZR32WG芯片。兩個類別都支持32kB的RAM和豐富的外設。Silicon Labs的無線MCU可以說是其專精的項目,在業內也是備受關注。
Dialog無線MCU
Dialog與瑞薩的合并無疑讓瑞薩在聯網設備上的實力大增。在Dialog尚未與瑞薩合并之前,Dialog在無線MCU領域已經具備極強的實力。

(圖源:Dialog)
上圖是Dialog基于FusionHD和SmartBond的超低功耗無線MCU產品組合。FusionHD 非易失性存儲配上成名已久的DA1469x系列無線MCU,可以將協同作用發揮到最大。FusionHD NOR 閃存在不犧牲功率和性能的情況下可以極大延長系統的電池壽命,并具有業內極低的低功耗 7nA睡眠模式。
就DA1469x本身而言,它也是Dialog旗下無線MCU的主力軍,采用了ARM Cortex M33內核。DA1469x具有可配置的MAC,能夠部署專有的2.4 GHz和最新的藍牙協議,從而為實時定位系統(RTL)的精確定位的低延遲通信交換開辟了可能性。此外,為了增強其傳感功能,還配備了一個傳感器節點控制器(SNC),該控制器可以自主獨立地運行,處理來自與其接口相連的傳感器的數據。節省BOM和PCB面積也是這個系列的優勢之一,與現有無線MCU相比,DA1469x可以節省多達38mm2的PCB空間。
在與FusionHD結合后,DA1469x的功耗進一步降低,比同類串行閃存產品低70%。對于物聯網這種看重功耗的應用,這樣的大突破無疑是具有吸引力的。
NXP無線MCU
NXP的KW3x系列無線MCU也是行業里極有競爭力的產品,這個系列在長距離傳輸和信道拓展上有出色的能力。據悉該系列MCU可以支持大于一英里距離的數據通信,并增加了藍牙信道數量。
以KW30Z為例,這個單芯片器件超低功耗的嵌入式系統具備BLE v4.1射頻連接。KW30Z無線MCU集成了一個2.4 GHz收發器,一個ARM Cortex-M0+ 的內核,搭配160 KB閃存和20 KB SRAM。同時BLE鏈路層硬件也集成在其中。

(圖源:NXP)
KW30Z Bluetooth Low Energy無線電功能典型的接收靈敏度-91 dBm,可編程的發射器輸出功率高達+3.5 dBm。同時,典型的接收/發射電流分別為6.5 mA和8.4 mA,功耗也控制得不錯。而且該系列配置了AES-128加速器,快速加/解密真隨機數,用于所支持的網絡協議的入網和數據傳輸所需的算法運算,大幅提高具有ECC能力的512 kB閃存和64 kB SRAM,為應用提供了極其充足的空間。
寫在最后
無線MCU與應用端需求不斷磨合,在龐大的物聯網市場中做出了一系列大突破。不管是功耗,集成度,又或是RF性能,這些聊到的無線MCU在這些指標很難分個高下。無論如何,在IoT生態系統的構建中,無線MCU都發揮了重要作用。
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