隨著數字經濟的蓬勃興起,以物聯網為代表的新一代信息通信技術創新不斷加快。物聯網市場龐大繁雜,對于連接的要求更加嚴苛,單一的技術已經無法滿足需求。目前,在物聯網領域無線接入技術種類眾多,包括Wi-Fi、Bluetooth(藍牙)、Zigbee等短距離無線通信技術和LoRa、NB-IoT等長距無線通信技術。這些技術各具特點,因對其傳輸速度、距離、耗電量等方面的要求不同,形成了各自不同的物聯網應用場景。
其中,短距離無線通信傳輸技術中,Wi-Fi和藍牙發展歷程最久,最為世人所熟知,在物聯網應用中也最為成熟,適用于智能家居、穿戴設備、智慧制造等短距離、密集性場景。
物聯網設備量增幅明顯 Wi-Fi芯片市場空間巨大
Strategy Analytics的研究報告指出,全球目前有近50 億個家用Wi-Fi 設備正在使用,這是由Wi-Fi 技術的成功所推動的。新一波Wi-Fi 智能家居設備將推動全球在2023 年170 億個家庭設備的采用,鞏固了無線家庭作為二十一世紀初的主要技術趨勢之一。支持Wi-Fi 的智能家居設備(如智能音箱、智能家電、攝像機和恒溫器)的增長將成為無線家庭發展的第三次浪潮。可以預見,隨著物聯網的發展,Wi-Fi芯片的市場空間巨大。
日前,Dialog半導體公司舉行了在線新品發布會,正式推出高度集成、超低功耗的Wi-Fi網絡SoC芯片DA16200,和兩款利用了Dialog VirtualZero™技術的模塊– 基于DA16200 SoC的DA16200模塊;以及結合了Wi-Fi(DA16200 SoC)和BLE(低功耗藍牙DA14531 SoC)功能“二合一”的超低功耗DA16600模塊,這些新產品提供了業內最優電池續航能力和易于配置性。
Dialog半導體是一家fabless芯片設計公司,總部位于英國倫敦,在全球有多個設計中心。公司采用無晶圓廠運營模式,生產、組裝和封裝均外包給專業的代工廠。
VirtualZero™專利技術實現超低功耗、超長續航
Dialog半導體公司連接和音頻業務部產品營銷總監崔南岫
Dialog半導體公司連接和音頻業務部產品營銷總監崔南岫表示,智能門鎖、溫控器和安防監控攝像頭等IoT設備要求始終保持Wi-Fi聯網,而隨著此類設備的興起,設計工程師們也面臨開發具有更強電池續航能力解決方案的挑戰。功耗問題作為Wi-Fi的致命弱點,一直以來都被詬病。很多Wi-Fi芯片廠商投入到低功耗Wi-Fi技術的開發,同樣,這也是Dialog此次產品開發的主要目的。
然而,如果犧牲掉Wi-Fi的一些功能或者規范而做出的超低功耗,并不是真正意義上的超低功耗。
崔南岫進一步表示,現在Dialog的新產品DA16200把Wi-Fi的根本弱點解決掉了,真正做到了超低功耗。這得益于Dialog VirtualZero™專利技術,該技術實現了行業最低的Wi-Fi連接功耗。DA16200 SoC是專為電池供電的IoT應用而設計,包括智能門鎖、溫控器、安防監控攝像頭、以及其他需要始終保持Wi-Fi聯網的應用。在很多應用中,即使是始終保持聯網的設備也能實現長達一年乃至三到五年的電池續航能力。
DA16200 超低功耗Wi-Fi SoC芯片典型應用場景
以采用DA16200 Wi-Fi SoC芯片的具體應用場景為例:如果應用在智能門鎖上,使用一般Wi-Fi產品,功耗非常大,電池或許僅能維持一個月左右,而使用DA16200模塊,經實測數據顯示,在一天開關20次的使用頻率下,4節5號AA干電池能夠持續使用14個月。如果應用在溫控器上,按每天30次的使用頻率,可以實現3年以上的電池續航能力;如果應用在溫度/濕度傳感器上,按每分鐘采集一次數據(1440次/天)的頻率,使用2節7號AAA干電池,可實現4年以上電池續航能力。崔南岫強調,這是非常突破性的變化。
此外,與傳統Wi-Fi芯片相比,DA16200比較明顯的改進在于其擁有兩種“睡眠模式”。其中,在“睡眠模式1”狀態下,不保持網絡連接,通過alarm pin/GPIO/外部信號喚醒(如:來自外部控制器、移動/溫度傳感器等的信號);而在“睡眠模式3”狀態下,則是實時保持網絡連接、并加載網絡證書,像筆記本電腦和智能手機上的Wi-Fi一樣保持網絡的在線狀態。
據介紹,相比上一代產品,DA16200功耗降低了1/3,芯片尺寸也變小了很多。高度集成的DA16200自主運行整個Wi-Fi系統、安全和網絡協議棧,無需外部的網絡處理器、CPU或微控制器。它包含一個802.11b/g/n無線電(PHY)、基帶處理器、MAC、片上內存、專用加密引擎、和ARM® Cortex®-M4F主機網絡應用處理器,這些全部集成在單片硅芯片上。為了實現更寬的覆蓋范圍,并且不犧牲電池續航能力,DA16200還集成了一個完整的射頻前端(包含功率放大器、低噪聲放大器和射頻開關),為用戶提供了行業領先的輸出功率、接收器靈敏度,以及更遠的傳輸距離。完全符合Wi-Fi的整個規范。
DA16200芯片框圖
Wi-Fi和BLE功能“二合一” 靈活易配置
除了DA16200 SoC芯片和模塊,Dialog還推出了首款Wi-Fi和BLE功能“二合一”的超低功耗DA16600模塊,該模塊由DA16200和全球尺寸最小、功耗最低的SmartBond™ TINY DA14531 SoC芯片組成。
據介紹,該Wi-Fi + BLE組合模塊是結合了兩個復雜協議棧的可靠固件解決方案,消除了通常因一個設計中有兩個2.4 GHz無線電共存而導致的問題。BLE使Wi-Fi配置更加容易,為終端用戶極大地簡化了Wi-Fi設置。憑借優化的設計,將模塊集成到嵌入式IoT產品中只需遵循Dialog提供的一套簡單的設計指南。最后,客戶還將獲得一個額外的優勢,即不再需要為其應用采購兩款獨立的SoC。
崔南岫強調,以上推出的產品均經過全面認證,可全球范圍使用,認證包括FCC、IC、CE、Telec、Korea和SRRC。此外,該SoC芯片和兩款模塊都經過Wi-Fi CERTIFIED® 認證,可實現互聯互通。