当前位置：世纪电源网>技术>技术文章>正文

丰富的低功耗无线互联方案促成广泛的 IoT 应用

时间：2019-06-10 15:35来源：21Dianyuan

摘要：安森美半导体提供符合Sub-GHz、24GHz、Sigfox、Thread、Zigbee、蓝牙低功耗(BLE)等各种标准协议的高性能、超低功耗无线互联方案，并支持各种定制协议和专有协议的开发和应用，以满足不同的IoT互联需求。重点应用市场包括工业IoT、车联网(V2X)、移动医疗和便携式设备。

物联网 (IoT) 的迅猛发展是关键的行业大趋势之一，而无线互联是IoT的重要构建块。安森美半导体提供符合Sub-GHz、2.4 GHz、Sigfox、Thread、Zigbee、蓝牙低功耗 (BLE) 等各种标准协议的高性能、超低功耗无线互联方案，并支持各种定制协议和专有协议的开发和应用，以满足不同的IoT互联需求。重点应用市场包括工业IoT、车联网(V2X) 、移动医疗和便携式设备。
 
IoT边缘节点方案概览
IoT的一端是云，靠近数据中心，另一端是边缘节点，靠近传感器网络和各种执行器。针对边缘节点，安森美半导体具备全面的IoT产品阵容，涵盖感知、互联、电机驱动、LED照明驱动、处理/MCU、有线充电、无线充电及电源管理等构建块，提供多种封装技术，包括多芯片封装 (如传统的并排 (Side by Side) 封装、更高集成度的堆叠式 (Stacked die) 封装) 、系统级封装(把天线和无源器件集成到单个封装，简称SiP) 、微型封装、模块化封装等，并通过相关的测试和认证，帮助实现高集成度、高能效、具成本优势的创新IoT方案。
 
 
图1：安森美半导体全面的IoT产品阵容
 
在无线互联方面，安森美半导体提供符合Sub-GHz、2.4 GHz、Sigfox、Thread、Zigbee、BLE等协议的无线互联方案，从标准产品、RF和MCU核心器件、模块、定制方案乃至开发硬件和软件的整体方案，帮助设计人员加快产品开发和上市时间。
 
Sub GHz/2.4 GHz 无线互联方案
安森美半导体提供独立的可编程低功耗Sub GHz RF收发器内核、超低功耗2.4 GHz IEEE 802.15.4 RF 收发器内核、系统单芯片(SoC)、CodeBlocks集成开发环境(IDE)以及Radiolab软件。设计人员可根据需求灵活搭配硬件内核、封装和添加软件，实现不同的方案。表3列出了现有的硬件组合。
 
 
表1：硬件模块 –RF收发器内核
 
 
表2：硬件模块–MCU内核
 
 
表3：现有的硬件组合，其中NCS36510 是唯一的单片式 SoC(即一个裸硅片)
 
AX8052F143窄带Sub GHz RF SoC把软件无线电AX5043和MCU内核8052如AX8052F100组合，针对Sub GHz无线应用。其中AX5043频率范围27 MHz至1050 MHz，数据速率100 bps至125 Kbps，支持FSK、MSK、 4-FSK、 GFSK、GMSK、ASK、 AFSK、FM、PSK的调制模式，功耗低，在433 MHz/868 MHz下的接收电流仅9.5 mA，在16 dBm、868 MHz下的发射电流典型值仅45 mA，接收灵敏度极佳，在100 bps、868 MHz FSK的灵敏度达-135 dbm。8052 MCU内核提供20 MHz主频，8.25 KB RAM，64 KB Flash。AX8052F143的各项参数与AX5043基本一致。电源电压范围1.8 V至3.6 V，工作温度范围-40 °C至+80 °C，符合世界主要地区的无线电管理规范如EN 300 220 V2.3.1、EN 300 422、FCC Part 15.247、FCC Part 15.249、FCC Part 90等。
 
AXM0F243窄带Sub GHz RF SoC把AX5043和MCU内核 ARM Cortex M0+ 组合。ARM Cortex M0+提供48 MHz主频，8 KB RAM，64 KB Flash。
 
完整的CodeBlocks IDE包括全集成的、支持安森美半导体所有RF SoC的相关开发套件，无缝集成专有RF协议的支持，通过按下RadioLab代码生成器按钮，生成无线部分的固件代码。针对8052， 支持 IAR 和 SDCC ；针对 M0+, 支持 IAR 和 ARM GCC。
 
Radiolab是无线收发器寄存器配置器和固件生成器，设计人员可通过Radiolab选择PHY 和 MAC 层选项配置如频率、调制、数据速率、带宽、地址或数据包过滤、可配置的header/footer、帧、支持同步和异步协议、唤醒无线电配置等等，生成的固件与CodeBlock无缝集成，还支持常见的无线电测试如误码率 (BER)及简单的数据包错误率演示示例。
 
Sigfox无线互联方案
安森美半导体提供SoC如AX-SFxx/AX-SFxx-API支持所有Sigfox区域，和SiP支持RCZ1区域，所有参考设计都通过Sigfox认证，并提供AT指令控制的调制解调器的应用编程接口(API)，帮助客户加速产品上市时间，同时，带有软件开发工具包 (SDK)的API可扩展更多应用。
 
以Sigfox SiP模块AX-SIP-SFEU为例，它把一个Sigfox无线电IC、分立的RF匹配、所需的所有无源器件和固件集成在一个微型方案中。优势有：微型，仅占基于PCB模块方案空间的10%；功耗超低，待机电流、睡眠电流和深度睡眠模式电流分别仅为0.55 mA、1.2 mA和180 nA；无需外部器件，具有所有相关的审批和Sigfox验证，显著降低设计风险，加快上市时间，并简化供应链。AX-SIP-SFEU通过通用异步收发器(UART)接口进行设备连接。AT命令用于发送帧和配置无线电参数；对于想要编写自己的软件以实现真正的单芯片方案的设计人员，可使用AX-SIP-SFEU-API。
 
基于IEEE802.15.4的无线互联方案
针对基于IEEE802.15.4物理层的应用，安森美半导体主要提供符合ZigBee 3.0、Thread/6LoWPAN的产品，这些产品都包括必要的软件资源和协议栈。如NCS36510单片式SoC是经优化的超低功耗RF MCU，针对ZigBee、Thread、专有ARM Cortex-M3 MCU 和2.4 GHz 802.15.4 RF收发器，特别适合智能家居、智能楼宇等应用。NCS36510接收电流典型值仅3.6 mA，在8dBm的发射电流仅14.3 mA，灵敏度-99 dBm，ARM Cortex-M3 MCU提供32 MHz主频，48 kB RAM，640 KB Flash。ZigBee的协议栈已包含在IAR软件开发套件(SDK)中。该方案提供1 V至1.6 V的1 V电压模式和2 V至3.6 V的3 V电压模式。
 
BLE无线互联方案
针对BLE，安森美半导体蓝牙5 认证的SoC RSL 10为多领域IoT应用提供行业最低蓝牙功耗，如智能楼宇/城市、照明/ 家电、抄表、监控、火灾/烟雾探测器等工业应用，助听器、病人监测、血糖仪等移动医疗，车钥匙、传感器、 T-BOX、车联网(V2X)等汽车应用场景，以及可穿戴等消费级无线设备。此外，RSL10还支持蓝牙Mesh网络。RSL10领先于嵌入式微处理器测试基准协会(EEMBC) ULPMark能效评测，取得该评测史首次超过1,000分的成绩，在睡眠模式下的最低功耗仅62.5 nW，在0 dBm、3 V工作电压下的峰值发射电流和峰值接收电流分别仅4.6 mA和3.0 mA。
 
RSL10具有1.1 V至3.3 V的宽电压范围，内置DC-DC、LDO等电源管理单元、AES128数据安全加密、384 kB Flash (有256 kB空间供用户程序使用) ，使用ARM® Cortex®-M3处理器， 支持标准的BLE协议栈和2.4 GHz专有协议，天线接口无需外部巴伦，凭借蓝牙5可实现2兆位每秒 (Mbps)的速度。同时，RSL10还集成32位双乘加器 (Dual-MAC) DSP内核 LPDSP32以满足加强的信号处理需求。
 
 
图2：RSL10框图
 
RSL10采用不同的封装可满足多种应用场景：如6x8 mm 的RSL10 SiP含天线、滤波、电源管理、无源器件，并通过多国的体系认证，可实现最简单的导入设计；采用6x6 mm QFN的RSL10适用于工业、消费和医疗应用；针对汽车应用，提供7x7 mm 可润湿侧翼QFN封装，符合AEC-Q100认证，具备-40至+105 °C的工作温度范围；针对空间极为受限的应用，提供2.3x 2.3 mm的晶圆级芯片封装 (WLCSP)。
 
例如，RSL10的超低功耗特性极其适用于通过能量采集实现完全免电池的方案。能量采集方案指系统自身将机械能或光能等能量转换为电能，无需电线或电池供电，适用于难以维护的应用场景。
 
 
图3：RSL10能量采集方案
 
安森美半导体提供RSL10 SDK、开发硬件，并视乎需要提供LPDSP32开发工具。RSL10 SDK包括蓝牙协议栈、示例代码、库、文档、Arm Cortex-M3 处理器开发(GNU 工具链)、Eclipse 和 Keil 集成开发环境、CMSIS 软件包。开发硬件包括开发板 和USB Dongle。
 
总结
安森美半导体丰富的无线互联方案阵容涵盖市场各种标准协议，具有低功耗、灵活的产品组合和多种封装形式等优势，结合针对IoT边缘节点的感知、驱动、计算、电源管理等全面的产品阵容，促成工业物联网、智能家居/楼宇、移动医疗、车联网等广泛的IoT应用。
 
关于安森美半导体
安森美半导体(ON Semiconductor，美国纳斯达克上市代号：ON)致力于推动高能效电子的创新，使客户能够减少全球的能源使用。安森美半导体领先于供应基于半导体的方案，提供全面的高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。公司的产品帮助工程师解决他们在汽车、通信、计算机、消费电子、工业、医疗、航空及国防应用的独特设计挑战。公司运营敏锐、可靠、世界一流的供应链及品质项目，一套强有力的守法和道德规范计划，及在北美、欧洲和亚太地区之关键市场运营包括制造厂、销售办事处及设计中心在内的业务网络。更多信息请访问http://www.onsemi.cn。
           
安森美半导体和安森美半导体图标是 Semiconductor Components Industries, LLC的注册商标。所有本文中出现的其它品牌和产品名称分别为其相应持有人的注册商标或商标。虽然公司在本新闻稿提及其网站，但此稿并不包含其网站中有关的信息。
免责声明：本文若是转载新闻稿，转载此文目的是在于传递更多的信息，版权归原作者所有。文章所用文字、图片、视频等素材如涉及作品版权问题，请联系本网编辑予以删除。
上一篇：美光推出汽车级 UFS 产品组合，为联网汽车提供沉浸式驾驶舱体验
下一篇：恩智浦凭借 GaN 晶体管为射频能量树立新效率基准
我要投稿
近期活动
分类排行榜
编辑推荐
小型化和稳定性如何兼得？ROHM 推出超小型高输出线性 LED 驱动器 IC，为插座型 LED 驱动 IC 装上一颗强有力的 “心脏”

众所周知，LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下，为LED提供恒定的电流，并控制恒定（可调）亮度的作用。无论是室内照明，还是车载应用，都肩负着极为重要的使命。

帖子推荐更多
精华
热门

Copyright 2008-2024 21dianyuan.com All Rights Reserved 备案许可证号为：津ICP备10002348号-2