低功耗+多協(xié)議SoC才是玩轉(zhuǎn)物聯(lián)網(wǎng)的正確姿勢(shì)

 不少人認(rèn)為，阻礙萬(wàn)物互聯(lián)的首要原因是沒(méi)有一致的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，不論是WiFi、ZigBee、LoRa、BLE還是什么，都難以以一統(tǒng)天下。其實(shí)仔細(xì)一想便不難發(fā)現(xiàn)，想要通過(guò)一種通信協(xié)議來(lái)滿足萬(wàn)物互聯(lián)，不免有點(diǎn)癡人說(shuō)夢(mèng);至少目前來(lái)說(shuō)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。萬(wàn)物互聯(lián)中的“萬(wàn)物”，有大有小、物物之間有的近有的遠(yuǎn)，要保證可靠連接，需要不同場(chǎng)合使用不同通訊協(xié)議來(lái)滿足。因此，不少M(fèi)CU廠商開(kāi)始在一個(gè)芯片封裝中搭載多種無(wú)線通訊協(xié)議，并且通過(guò)切換來(lái)滿足不同場(chǎng)景。從TI的cc2650，再到近日Silicon Labs發(fā)布的無(wú)線Gecko，都是通過(guò)這種思路和需求來(lái)設(shè)計(jì)的。而Silicon Labs的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)副總裁Daniel Cooley也專程來(lái)京出席了無(wú)線Gecko的發(fā)布會(huì)。

何為無(wú)線Gecko？

熟悉Silicon Labs的人應(yīng)該知道，Silicon Labs的微控制器產(chǎn)品線分為8位和32位，其中32位均以Gecko命名，例如Happy Gecko、Tiny Gecko、Leopard Gecko等等.....不一而足。而此次發(fā)布的為Wireless Gecko，是專門(mén)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的無(wú)線連接多協(xié)議控制片上系統(tǒng)（SoC）。

Wireless Gecko產(chǎn)品系列概覽

如上圖Silicon Labs提供的資料中可知，無(wú)線Gecko分為三個(gè)產(chǎn)品線：Might Gecko可以在THREAD,ZigBee,Buletooth和專有協(xié)議之間切換，而B(niǎo)lue Gecko可在BLE和專有協(xié)議之間切換，F(xiàn)lex Gecko只能使用專有協(xié)議進(jìn)行無(wú)線連接。雖然Flex Gecko的功能最為簡(jiǎn)單，但是據(jù)Daniel介紹該系列的出貨量可能是最大的，在例如無(wú)線話筒等基本應(yīng)用場(chǎng)景中都可以使用。

Wireless Gecko芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)

無(wú)線Gecko的芯片設(shè)計(jì)框圖如上圖所示，內(nèi)部有兩個(gè)RF天線，分別用于2.4GHz和SubGHz的連接。

多協(xié)議動(dòng)態(tài)使用場(chǎng)景

Silicon Labs在發(fā)布會(huì)當(dāng)日給我們展示了多協(xié)議的各種使用場(chǎng)景，其中的動(dòng)態(tài)應(yīng)用場(chǎng)景是非常有趣的。首先一個(gè)就是通過(guò)燈具來(lái)確定人在建筑物中的位置。據(jù)Daniel介紹，零售照明應(yīng)用中的燈具，它們使用的是Thread網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。其實(shí)在很多建筑物當(dāng)中，比如說(shuō)醫(yī)院、學(xué)校和會(huì)議中心等，人們總是希望及時(shí)了解到自己在建筑當(dāng)中所處的具體位置。很簡(jiǎn)單的一件事情就是，當(dāng)你走入到室內(nèi)環(huán)境當(dāng)中，室內(nèi)有一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，首先通過(guò)Thread控制，你可以用手機(jī)來(lái)操控?zé)舻拈_(kāi)關(guān)，這個(gè)燈同時(shí)也會(huì)向你的手機(jī)發(fā)回一個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)，這個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)會(huì)傳到你的手機(jī)或者是你的平板電腦當(dāng)中。通過(guò)燈傳遞給你的藍(lán)牙信標(biāo)，你就能了解到自己在建筑當(dāng)中所處的實(shí)時(shí)位置，而這在幾年前幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在Wireless Gecko產(chǎn)品系列使之成為可能。

多協(xié)議使用場(chǎng)景

另一個(gè)較為有趣的應(yīng)用場(chǎng)景是在醫(yī)院里面，現(xiàn)在的醫(yī)用病床都是內(nèi)置了很多傳感器，病床通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來(lái)時(shí)實(shí)現(xiàn)病床和信息總控室之間的連接和通信。傳統(tǒng)的控制方式主要是通過(guò)護(hù)士站中系統(tǒng)去控制，但當(dāng)護(hù)士離開(kāi)護(hù)士站之后便無(wú)法操控它。而現(xiàn)在我們的護(hù)士會(huì)人手配一臺(tái)平板電腦，當(dāng)她離開(kāi)操控中心走近病床床位的時(shí)候，可以通過(guò)平板電腦來(lái)操控或者獲得病床的相關(guān)信息。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)護(hù)士走近病床床位的時(shí)候，我們的通信從ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中切換到藍(lán)牙連接，護(hù)士手持的平板電腦可以獲得與病床相關(guān)的電子信息，并且對(duì)病床進(jìn)行操控;而當(dāng)她離開(kāi)病床的時(shí)候，該病床的通信協(xié)議又會(huì)從藍(lán)牙切換到ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，直接和護(hù)士站的信息控制中心進(jìn)行溝通和互動(dòng)。

低功耗+多協(xié)議才是正解

毫無(wú)疑問(wèn)，低功耗加上多協(xié)議動(dòng)態(tài)切換，這正是物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中真正需要的SoC。對(duì)于Silicon Labs來(lái)說(shuō)，它們的優(yōu)勢(shì)在于沉淀多年的低功耗技術(shù)。Silicon Labs一直就是以低功耗的形象深入人心。從產(chǎn)品命名中就能體會(huì)出來(lái)，Bee(蜜蜂)和Gecko(壁虎)在自然界中都是消耗能量較少的生物，可以體現(xiàn)產(chǎn)品低功耗的特點(diǎn)。而無(wú)線Gecko芯片繼承了Silicon Labs獨(dú)有的Gecko技術(shù)，在工作模式下電流消耗低至63μA/MHz；并且通過(guò)外設(shè)反射系統(tǒng)使MCU內(nèi)核盡可能長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)閉;此外各種高能效的外設(shè)也是必不可少。

Gecko Technology

軟件方面Simplicity Studio也滿足了低功耗設(shè)計(jì)的需求，其中Energy Profiler工具能夠做到實(shí)時(shí)的能耗分析，并且可以給予工程師反饋建議。

Wireless Gecko入門(mén)開(kāi)發(fā)套件

此外在于Wireless Gecko的硬件開(kāi)發(fā)工具方面，Silicon Labs也是誠(chéng)意滿滿，開(kāi)發(fā)套件中的無(wú)線芯片采用了無(wú)線子板插頭的設(shè)計(jì)方式，方便工程師對(duì)于Wireless Gecko的全系列芯片進(jìn)行評(píng)估和原型開(kāi)發(fā)。

Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)副總裁Daniel Cooley

在被問(wèn)及產(chǎn)品策略時(shí)，Daniel表示，Silicon Labs和Nordic在這方面十分類(lèi)似，他們都不僅會(huì)從自己的角度出發(fā)，而更多也會(huì)以客戶的需求為導(dǎo)向。據(jù)悉，Wireless Gecko目前已經(jīng)有40+的客戶，而且將會(huì)盡快得到ACQ100的認(rèn)證，從而將應(yīng)用場(chǎng)景從IoT拓展到汽車(chē)電子領(lǐng)域，這兩大領(lǐng)域被視為是MCU未來(lái)最大的兩個(gè)市場(chǎng)。Silicon Labs也將會(huì)對(duì)這兩個(gè)市場(chǎng)不斷發(fā)力，未來(lái)有可能推出集合了LoRa協(xié)議的全新Wireless Gecko。

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