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集成多元无线通讯协定 Silicon Labs芯片稳坐市场宝座

2020/11/03 - DIGITIMES企划

随著物联网设备朝向多元化发展,根据研究单位报告指出,2020年每个人约有1.2只智能型手机、6个物联网装置,预估达到2030年时,每个人将会拥有多达50个物联网装置。相较于服务器、个人计算机、智能型手机等,物联网装置具备储存容量低、耗电量少、待机时间长、价格低,以及生命周期可长达5~15年等特性。在此状况下,企业在设计物联网产品时,也会面临互通性、设计、安全等三大挑战,成为抢攻智能家庭商机必须克服的瓶颈。

Silicon Labs(芯科科技)台湾区总经理宝陆格指出,目前在智能家庭领域常见通讯技术非常多,大致上有Z-Wave、Zigbee、Thread、蓝牙,以及多数人熟悉的Wi-Fi等。各通讯技术均有其优点,但若无法将前述技术串连,将无法实践智能家庭的愿景。身为全球无线通讯芯片的领导者,Silicon Labs推出Wireless Gecko 2系列产品,能满足各种产品的开发需求。

Silicon Labs Wireless Gecko 2,智能家庭最佳无线通讯平台

如Silicon Labs Mighty Gecko 2系列,即支持Thread、Bluetooth LE和Bluetooth mesh等通讯协定,是集成智能家庭设备的最佳无线通讯平台。以该系列中的Silicon Labs EFR32xG21集成型芯片为例,采用小尺寸的QFN32封装技术,具备低耗电的特性,加上集成ARM Cortex-M33 MCU,支持Zigbee 3.0、Bluetooth 5.2、Bluetooth mesh、Thread等通讯协定,以及AES128/256、SHA-1 and SHA-2等加密技术,可一次解决互通性、设计、安全等三大问题,非常适合智能家庭、商业和工业物联网等使用。尤其该芯片采用专用安全核心,具备比软件技术更快、更低功耗的加密机制,可有效防止未经授权的联机。

另外,为解决Wi-Fi、4G/5G网络涵盖率有限,导致部分环境物联装置部署难度高的问题,Silicon Labs决定与Amazon共同推动Sidewalk无线网络技术。这项技术采用免费的900 MHz频段,具备低带宽、长距离的特性,支持低功耗蓝牙、频率偏移调变(Frequency Shift Keying;FSK)和线性调频展频(Chirp Spread Spectrum;CSS)等功能,可用于连接屋内与周围环境的所有物联网装置。目前Silicon Labs的EFR Wireless Gecko系列,已可支持Sidewalk的Sub-GHz和低功耗蓝牙协议,可缩短合作伙伴推出新产品的速度。

Z-Wave、Bluetooth LE成长快,各种产品线完备

考量到市场上愈来愈多智能家庭产品采用Z-Wave技术,Silicon Labs Wireless Gecko平台中,推全新设计的Z-Wave 700芯片,具备高效能、延长射频涵盖距离,助开发人员缩短了产品开发时间,并且能以更低成本取得智能家庭市场的竞争优势。开发人员使用Z-Wave 700芯片之后,无需再安装SAW滤波器或外部存储器,其内建SmartStart功能可自动完成Z-Wave网络设定,为智能家庭装置提供简便、易于使用的部署方式。

宝陆格表示,在Z-Wave技术之外,蓝牙技术中的Bluetooth LE也相当受到注目,预计到2023年蓝牙设备的出货量将成长26%,即从2019年40亿个装置,成长到2023年的54亿个。因应此趋势,Silicon Labs也推出BG13、BG21、BG22等三大系列解决方案,可分别满足不同应用领域需求。以BG22系列中的EFR32BG22集成芯片为例,具有超低的发射和接收功率特性,加上采用低功耗设计的Arm Cortex-M33 MCU,可以将钮扣电池寿命延长至5年以上。

Silicon Labs的BGM220模块可为开发人员提供高度集成的可扩充联机解决方案,具备绝佳安全功能、处理能力、无线效能和软件组合,以满足市场对大容量电池供电IoT产品的需求。另外,针对市场对蓝牙低功耗芯片需求,Silicon Labs也在BG22产品系列中,推出BGM220S、BGM220P。其中,BGM220S尺寸仅为6x6 mm,是全球最小的蓝牙SiP之一,具备超小、低成本、延长电池寿命的特性,可为超小型产品提供完整的蓝牙连接能力。至于体积稍大的BGM220P,则是针对无线效能进行优化的芯片,能够将蓝牙讯号涵盖更大范围。

值得一提,由于问世多年的Zigbee,是专为短距离传输所设计的无线网络传输协定,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范,具有支持大量节点、低速、低耗电、低成本、可靠、安全等优点,已成为打造智能家庭环境的重要技术。因此日前Amazon、Apple、Google与Zigbee Alliance等,宣布共同成立CHIP(Connected Home over IP)工作组,将投入开发和推广免专利费、基于IP的智能家居新联机协定,以提升产品间的兼容性。而身为Zigbee Alliance一员的Silicon Labs,也将大力支持此计画,并将以物联网无线传输领域长达15年以上的经验与技术,致力于开发和推广新的开源无线协定。

在Silicon Labs规划中,将持续针对智能家庭市场的多元需求,推出相对应的通讯芯片,让合作伙伴以最快速、最低成本方式,推出市场期待的产品。


图说:Silicon Labs(芯科科技)台湾区总经理宝陆格。