就像是跳著物聯網(IoT)的凌波舞必須越來越低一樣，一家新創公司日前跳脫“隱藏模式”，將蜂窩網絡推向功耗和價格的新低點。

新創公司Riot Micro現正出樣一款為最新4G IoT標準量身打造的調制解調器芯片。據稱這款RM1000芯片只需用約幾毫安(mA)到幾微安培(uA)的電流，而且能以遠低于業界目標——每模塊5美元的價格銷售。

全球各地的營運商才剛剛啟動各種基于LTE的蜂窩IoT網絡。他們的目標在于超越這一波新興的各種低功耗廣域網(LPWAN)，如LoRa、Sigfox，以及802.11ah Wi-Fi等等。

Riot Micro的芯片是專為用于處理窄帶物聯網(NB-IoT)和LTE Cat M1 (或稱eMTC)標準而設計的。Riot Micro 首席執行官Peter Wong表示，“這兩項標準的調制解調器芯片非常類似，彼此之間也存在許多共同點，但卻無法同時執行，一次只能使用其中的一種。”

Riot并非在DSP上以軟件建置基頻功能，而是將快速傅立葉變換(FFT)和基帶濾波器分割成幾個物理層區塊。另外，它還將LTE協議堆棧精簡為物聯網規格所需要的基本要素。

該芯片采用臺積電(TSMC)的55nm技術制造，透過26MHz ARM M0控制器、嵌入式SRAM和新的PLL，處理NB-IoT和Cat M1。競爭的芯片通常采用執行頻率大于100MHz的控制器，以及主要來自外部的最多16MB RAM。

Riot Micro首席執行官Peter Wong展示其評估板（來源：Riot Micro）

低速時鐘速率讓Riot采用低壓差穩壓器(LDO)進行電源管理，取代更昂貴的DC/DC轉換器，因而無需補償快速邏輯組件的噪聲。

其結果是當基頻在處理23dBm傳輸時，從3.7V的電池中汲取約20mA電流。完整芯片組包括第三方功率放大器(PA)和RFIC的功耗則約100mA。

而在睡眠模式下，該組件的功耗還不到2uA。大部份的芯片處于睡眠模式時，程序代碼仍會監看訊號的傳呼信道。RioT宣稱，該芯片由于不需要加載DSP程序代碼，因而在進入和退出睡眠模式時的延遲也較競爭產品更低。

Wong說：“我們認為足以讓蜂窩網絡的成本低至與藍牙相提并論，因而有助于推動物聯網的部署。”

RM1000評估板采用Skyworks PA以及來自瑞士ACP的RFIC，但也能與Qorvo或其他供應商的芯片搭配使用。

積極尋求芯片整合

目前該新創公司面臨著兩大挑戰。其高度客制的調制解調器意味著它并不支持傳統的2G/3G，以及LTE標準——競爭芯片在DSP核心上以軟件進行處理。

Riot認為大約在一年前還需要支持2G，但是，Riot營銷副總裁Greg Wynans說：“如今這項需求似乎已經消失了。”

現在，營運商更有興趣利用NB-IoT推向功率和價格的新低點。此外，有些人認為NB-IoT是其關閉2G網絡過渡計劃的一部份，因為2G網絡設計并不支持大規模的IoT節點。

Riot的另一項挑戰在于它是一家市場新進者，芯片與軟件均尚未經過測試。因此，該新創公司正以基地臺與營運商軟件測試其芯片，計劃今年6月以前量產芯片。

Wong說：“以硬件為中心的途徑缺點在于必須正確執行。”他補充說，這款可用芯片已經開發出來四個月了，“我們沒有在DSP上更改固件的選擇，所以在進入量產前進行了許多模擬。”

包括高通(Qualcomm)和Sequans等競爭對手已開發出M1與NB-IoT芯片，并展開營運商測試了。隨著量的增加，他們預計將進一步優化芯片以符合規格要求，而像英特爾(Intel)與高通等巨擘已經在自家公司內部打造所需的PA和RFIC了。

RM1000的基本方塊圖

Wong說：“我不知道有沒有人會像我們一樣做以硬件為中心的設計，但他們可能會使用更低功耗和更低頻率的DSP…而其中有些可能沒有自己的協議堆棧。”

接下來，Riot打算將PA或RFIC整合到下一代組件中。然而，為這些區塊找到獨立的IP來源并不容易；到目前為止，Riot尚未建立自己的模擬團隊。

Riot Micro自四年前成立以來，已經籌集了近2,000萬美元的資金。該公司最初的目標是出售LTE協議堆棧，直到三年前曾經是LSI技術策略專家的Wong加入擔任CEO。

他說：“從IP和算法開發中轉型并不容易，但我們重新調整成為一家半導體公司。其他還有一些公司則為NB-IoT重新調整LTE調制解調器。”

Wong還聘請了來自Blackberry的LTE協議小組，以及被博通(Broadcom)收購的前Newport Media藍牙和Wi-Fi芯片專家。