全球尺寸最小的藍(lán)牙芯片將觸發(fā)新一波十億級(jí)IoT設(shè)備的誕生

藍(lán)牙應(yīng)用無(wú)處不在，手機(jī)、音箱、電腦…在這些設(shè)備中，藍(lán)牙幾乎都是標(biāo)配的連接方式。根據(jù) ABI Research 的預(yù)測(cè)，2019 年全球藍(lán)牙設(shè)備出貨量 40 億臺(tái)左右，2023 年將增長(zhǎng)到 54 億臺(tái)，復(fù)合增長(zhǎng)率大概在 8%左右。至 2023 年 90%的藍(lán)牙設(shè)備將采用低功耗藍(lán)牙，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)對(duì)藍(lán)牙低功耗的需求會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

針對(duì)藍(lán)牙的市場(chǎng)應(yīng)用，Dialog 近期推出了最新藍(lán)牙 5.1 SoC DA14531 及其模塊。其低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān) Mark de Clercq 介紹，“2018 年，我們推出了 DA14682/3 和 DA14585/6，今年推出了 DA1469x，現(xiàn)在推出的 DA14531 SoC 是全球尺寸最小、功率效率最高、BOM 成本最低的產(chǎn)品，可以簡(jiǎn)化藍(lán)牙產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，推動(dòng)藍(lán)牙低功耗（BLE）連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。”

Dialog 公司低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān) Mark de Clercq

更小尺寸，更低功耗和成本

“如果用金字塔來(lái)比擬物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)，頂層的產(chǎn)品是定制產(chǎn)品，中間有標(biāo)準(zhǔn)化可充電產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)化可替換產(chǎn)品，底層是標(biāo)準(zhǔn)化一次性產(chǎn)品，而很多廠商都在盯著上面三層的市場(chǎng)，沒(méi)有注意到底層的標(biāo)準(zhǔn)化一次性設(shè)計(jì)設(shè)備數(shù)量最大，有望突破十億量級(jí)。” Mark de Clercq 表示，“縱觀整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)會(huì)發(fā)現(xiàn)，高端定制需求用量最少，標(biāo)準(zhǔn)化一次性設(shè)計(jì)產(chǎn)品卻是用量最大的市場(chǎng)。這一市場(chǎng)對(duì)藍(lán)牙芯片的需求是低功耗、小尺寸、低成本，甚至可以終身供電。”

DA14531 就是瞄準(zhǔn)了這一市場(chǎng)機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最小的尺寸，封裝尺寸僅為 2.0 x 1.7 mm，是前一代產(chǎn)品的一半，因?yàn)槌叽绺?，DA14531 又稱為 SmartBond TINY。Mark de Clercq 表示，SmartBond TINY 的集成度更高，僅需 6 顆外部無(wú)源器件、1 個(gè)時(shí)鐘源、1 個(gè)電源即可實(shí)現(xiàn)完整的藍(lán)牙低功耗系統(tǒng)。

DA14531 樣片

在功耗上，相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，DA14531 在功率效率上要高 35%，Tx 電流為 3.5mA 時(shí)，比主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手低 40%；Rx 電流為 2.2mA 時(shí)，比主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手低 64%；休眠電流為 240nA 時(shí)，比主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手低 20%。這得益于 SmartBond TINY 基于強(qiáng)大的 32 位 ARM Cortex M0+內(nèi)核，具有集成的內(nèi)存及一套完整的模擬和數(shù)字外設(shè)，功率效率極高，在最新的 IoT 連接 EEMBC 基準(zhǔn) IoTMarkTM 上獲得了破紀(jì)錄的 18300 高分。

除了尺寸和功耗優(yōu)勢(shì)，SmartBond TINY 的更大優(yōu)勢(shì)在于成本，任何系統(tǒng)基于該款產(chǎn)品添加藍(lán)牙低功耗連接功能的成本只有 0.5 美元，相對(duì)現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備成本幾乎可以忽略不計(jì)。在降低成本方面，Dialog 還是下了一番功夫，該芯片的電源管理集成了降壓 / 升壓 DCDC，成本節(jié)省 0.2 美元，采用旁路模式，電感器成本節(jié)省 0.03 美元；單個(gè) 32MHz 外部晶振運(yùn)行，無(wú)需 32kHz，且不會(huì)造成功率損耗，成本節(jié)省$0.07（1 百萬(wàn)片用量）；封裝設(shè)計(jì)適用于雙層電路板設(shè)計(jì)，無(wú)微過(guò)孔，制造成本更低；用戶可使用最小的一次性氧化銀、堿性或紐扣電池。

性能并不妥協(xié)

對(duì)于一般電子元器件，如果有了更好的尺寸、功耗、成本表現(xiàn)，那么性能一般會(huì)出現(xiàn)折扣，畢竟用戶都懂得“魚(yú)和熊掌不可兼得”的道理。筆者也非常關(guān)心產(chǎn)品性能的問(wèn)題。Mark de Clercq 的回復(fù)是：性能不打折扣。

SmartBond TINY 支持最新的藍(lán)牙 5.1 核心規(guī)范協(xié)議，支持最多 3 個(gè)藍(lán)牙低功耗連接；內(nèi)置 16 MHz 32 位 ARM Cortex-M0+，具有 SWD 接口，包含專用鏈路層處理器、AES-128 加密處理器、經(jīng)認(rèn)證的基于軟件的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（TRNG），處理性能非常強(qiáng)大；內(nèi)存架構(gòu)包含 32 kB 一次性可編程（OTP）、48 kB 系統(tǒng) RAM、144 kB ROM；還擁有多個(gè)數(shù)字和模擬接口選項(xiàng)，其架構(gòu)和資源允許它作為獨(dú)立的無(wú)線微控制器使用，或者為已經(jīng)有微控制器的現(xiàn)有設(shè)計(jì)添加 RF 數(shù)據(jù)傳輸通道。

為了降低使用門(mén)檻，Dialog 還將提供包含了全部所需元件的微型 SmartBond TINY 模塊，讓任何應(yīng)用添加藍(lán)牙低功耗連接如安裝插件一樣簡(jiǎn)單。這對(duì)于開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，采用 SmartBond TINY 可以輕松地裝進(jìn)任何產(chǎn)品設(shè)計(jì)，如電子手寫(xiě)筆、貨架標(biāo)簽、信標(biāo)、用于物品追蹤的有源 RFID 標(biāo)簽等。

軟硬件配套齊全

對(duì)于一款芯片的使用，用戶除了需要配套的模塊外，軟件和硬件工具也非常關(guān)鍵。Dialog 為 SmartBond TINY 提供 Smart Snippets SDK，包括 Dialog 成熟且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的藍(lán)牙協(xié)議棧（已在現(xiàn)有量產(chǎn)的 DA14585 中采用）。如果使用的軟件和特性符合需求，該 SDK 有助于客戶輕松實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)有的 DA14585 過(guò)渡到 DA14531。

該 SDK 支持藍(lán)牙 5.1 核心規(guī)范；SUOTA 可輕松實(shí)現(xiàn)軟件在線升級(jí)；HCI/GTL 支持，可作為外部 MCU 的 BLE 數(shù)據(jù)傳輸通道；基于軟件的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（TRNG）安全特性，關(guān)鍵配置。

與 Smart Snippets SDK 對(duì)應(yīng)的 SmartSnippets 工具盒與 Dialog 藍(lán)牙芯片組的開(kāi)發(fā)套件配套提供。它主要針對(duì)編程和優(yōu)化代碼以實(shí)現(xiàn)最佳電源性能。主要功能包括電池續(xù)航時(shí)間估算、數(shù)據(jù)速率監(jiān)測(cè)、功率曲線分析可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功耗、FLASH 和 OTP 燒錄；與硬件連接進(jìn)行設(shè)備配置：電源模式、無(wú)線電設(shè)置等。

Dialog 已經(jīng)出貨 3 億顆藍(lán)牙低功耗 SoC，年均增長(zhǎng)率約 50%。Mark de Clercq 認(rèn)為，基于以上低功耗、低成本、小尺寸以及易應(yīng)用等優(yōu)勢(shì)，SmartBond TINY 會(huì)將移動(dòng)連接功能帶到以往所不能及的地方，觸發(fā)新一波十億 IoT 設(shè)備的誕生。