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全球尺寸最小、功效最高蓝牙5.1 SoC诞生,0.5美元亲民价或将催生十亿IoT设备

2019-11-11
作者:王洁
来源:电子技术应用

物联网潜力和规模加速增长,互联设备越来越多,据IDC预测,到2020年将有超过500亿的终端与设备联网。物联网是通过无线模块和互联网连接推动的,所有”物”连入网络都必须配备无线模块。随着互联设备的增长,对功耗和成本的要求越来越高,低功耗、低成本的蓝牙技术在物联网应用中被广泛采用。从蓝牙5.0到蓝牙5.1,测向功能的加入可以为物联网提供厘米级精度的室内定位,将激发一大波创新应用。近日,Dialog半导体公司推出了一款全球尺寸最小、功率效率最高的蓝牙5.1 SoC,它可以将添加蓝牙低功耗连接功能的成本降低到0.5美元。

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DA14531 芯片及模块

Dialog将这款全球尺寸最小、功率效率最高的蓝牙5.1 SoC命名为DA14531,又名SmartBond TINY,面向未来新一轮物联网发展中海量的一次性物联网设备。Dialog半导体公司低功耗连接业务部总监Mark de Clercq指出,“SmartBond TINY可以把系统添加蓝牙低功耗连接功能的成本降低到0.5美元,而且我们不在系统性能和尺寸上妥协,尺寸仅为现有方案的一半并有全球领先的性能,这款芯片将触发新一波十亿IoT设备的诞生。”

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Mark de Clercq-DA14531及其模块和开发板

Mark De Clercq用金字塔来比拟物联网设备市场:“最顶端的塔尖是定制化产品,它的成本会非常高昂,但是用量并不多。其次是标准化可充电设备,第三级是标准化可替换的设备,最底层的是标准化一次性设备。” Mark De Clercq预计,底层的标准化一次性设计设备数量有望突破十亿量级,如智慧医疗用的注射器、吸入器、血压监测仪、温度贴以及咖啡机、低成本遥控器等。这一市场的特点是注重低成本、低功耗,SmartBond TINY的推出正是瞄准了这一市场。

IoT 金字塔.jpg

IoT 金字塔

小尺寸、低成本

根据Mark De Clercq的介绍,SmartBond TINY实现了业界最小的尺寸,封装尺寸为 2。0 x 1。7 mm,仅为其前代产品的一半。小尺寸的秘诀在于集成度更高,仅需6颗外部无源器件、1个时钟源、1个电源即可实现完整的系统。对于开发人员来说,这意味着它可以较为容易地装进任何产品设计,如电子手写笔、货架标签、信标、用于物品追踪的有源RFID标签等。

低成本是SmartBond TINY的关键优势,由于面向的是一次性物联网设备,只有成本足够低才能得以广泛应用,SmartBond TINY可将任何系统基于该款产品添加蓝牙低功耗连接功能的成本将至 0.5 美元以下。在降低成本方面,该芯片采用更少的物料和外部元件;电源管理集成了降压 / 升压 DCDC,成本节省 0.2 美元,采用旁路模式,电感成本节省 0.03 美元;制造成本更低,封装设计支持双层电路板,无需微过孔,可以节省PCB成本,另外单个32MHz外部晶振运行,可以节省0.07美元(百万片用量)。

需要指出的是,由于一次性设备用完可能就会被扔掉,因此它还可以支持更小、更便宜的电池,同时,Dialog考虑到要使用对环境影响最小的电池,因此用户可使用最小的一次性氧化银、碱性电池以及纽扣电池。

尺寸更小、成本更低的系统解决方案.jpg

尺寸更小、成本更低的系统解决方案

SmartBond TINY既可以作为一个独立的芯片系统来使用,也可以作为模块嵌入到更大的微控制器单元中。DA14531现在已经批量供货,SmartBond TINY模块也将在明年第二季度推出,它结合了主芯片的各项功能,能够将成本蓝牙连接的成本降低至1美元以下。SmartBond TINY模块面向用量不大的客户,有助于他们在产品开发中更容易地应用这一新的SoC,无需再去验证其平台,从而节省了产品开发的时间、工作量和成本。

性能不打折

为了追求更低的成本、更小的尺寸,很多产品往往会在性能上有所妥协,Mark de Clercq 告诉我们:“SmartBond TINY性能不打折。”

全球领先的性能.jpg

全球领先的性能

在功率效率上, SmartBond TINY比同类产品提升了35%。SmartBond TINY基于32位ARM Cortex M0+内核,具有集成的内存及一套完整的模拟和数字外设,在最新的IoT连接EEMBC基准IoTMark™-BLE上获得了破纪录的18300高分。其架构和资源允许它作为独立的无线微控制器使用,或者为已经有微控制器的现有设计添加RF数据传输通道。

SmartBond TINY及其模块功耗仅为其前代产品(DA14580和基于DA14580的模块)和市场上所有其他竞品的一半。TINY创纪录新低的功耗可确保产品更长的运行时间和货架寿命,即便使用最小的电池。

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最低功率、最小容量的电池

开发工具和软件

Dialog为 SmartBond TINY提供了包含母板和子板的PRO开发套件以及USB开发套件。SmartBond TINY拥有完整的解决方案,提供了 SmartSnippetsTM SDK,包括 Dialog 成熟且经过验证的蓝牙协议栈。该 SDK 支持蓝牙 5。1 核心规范;SUOTA 可轻松实现软件在线升级;HCI/GTL 支持,可作为外部 MCU 的 BLE 数据传输通道;基于软件的真随机数发生器(TRNG)安全特性。同时,Dialog还提供了SmartBondTM生产线工具,通过批量编程和测试,降低成本并提升产量。

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DA14531 SmartBond™ TINY 开发板

此外,针对广泛关注的物联网安全问题,Mark de Clercq表示,Dialog在芯片层面支持蓝牙行业安全标准AES-128,在只读内存ROM中拥有ECC内存,用于验证要执行的连接和镜像,因此SmartBond TINY有一套出色的安全性能。

Dialog 拥有完整的蓝牙连接解决方案,目前已经出货了 3 亿颗蓝牙低功耗 SoC,年均增长率约 50%。针对不同的应用和需求,Dialog都可以提供更适合的蓝牙连接方案。Dialog的低功耗蓝牙产品有两个系列:高端的DA146xx系列、低端的DA145XX系列。这次发布的DA14531暂不支持蓝牙5.1的室内定位技术,但它支持蓝牙5.1核心规范,极小尺寸和超低功耗,结合蓝牙5.1兼容性,将为下一波十亿IoT设备的诞生打下基础。


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