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用“蓝牙+定位”保驾护航,以蜂窝IoT开启新征程

木马童年 2020-4-28 07:40 61 0

2019 年已经接近尾声,对于半导体产业上下游的所有厂商,这一年可谓机遇和挑战并存。 对此,与非网推出《回顾 2019,展望 2020》年终专题活动,邀请行业相关厂商进行交流和分享。 接触过 BLE(Bluetooth Low Energ ...

2019 年已经接近尾声,对于半导体产业上下游的所有厂商,这一年可谓机遇和挑战并存。

对此,与非网推出《回顾 2019,展望 2020》年终专题活动,邀请行业相关厂商进行交流和分享。

接触过 BLE(Bluetooth Low Energy,低功耗蓝牙)的朋友,我想基本上都听过 Nordic 吧?没错,本期与非网邀请的嘉宾就是来自 BLE 界的霸主厂商——Nordic 的亚太地区销售和市场总监 Bob Brandal,他将以自身作为例子,和我们谈谈作为一家无线解决方案商在 2019 年的收获、感想和对 2020 的预测、期许。

用“蓝牙+定位”保驾护航,以蜂窝IoT开启新征程

Bob Brandal,Nordic 亚太地区销售和市场总监

回顾 2019,围绕 Nordic 的那些关键词

2019 年业绩:“蓝牙+定位”保驾护航

2019 年 Nordic Semiconductor 在财务方面继续保持强劲表现,2019 年第二季营收为 7,050 万美元,毛利为 3,610 万美元,相比 2018 年同期增长 3.6%,部分增长来自于公司在低功耗蓝牙领域取得的出色业绩。

蓝牙业务的营收为 5,600 万美元,占该季度总营收的 79.5%,高于 2018 年同期的 5,230 万美元和 2019 年第一季的 3,730 万美元。

Nordic 还报告 2019 年第一季蜂窝物联网(IoT)营收为 10 万美元(确认第一批成品出货),其后再接再厉,第二季营收为 19.6 万美元。

技术突破:无线连接解决方案

2019 年 Nordic 的两项技术突破是nRF52811和nRF52833 SoC。

Nordic nRF52811 SoC 是功能齐全的无线连接解决方案,支持蓝牙 5.1 测向和一系列流行的低功耗无线协议,适合智能家居网关和工业产品等应用。nRF52811 SoC 包括一个多协议 2.4GHz 无线电和一个 64MHz 的 32 位 ArmCortex-M4 处理器,以及 192 KB 闪存和 24 KB RAM 内存。

对于具有配套微处理器并要求低功耗无线支持蓝牙 5、Thread 和 ZigBee 的应用,包括智能照明网络、HVAC 和安全系统,nRF52811 SoC 是一款理想的连接芯片。对于需要蓝牙 5 技术的扩展范围或用作测向系统一部分的成本受限的蓝牙信标,这款 SoC 也是出色的选择。

2019 年 Nordic 发布的第二款重要 SoC 是 nRF52833 先进多协议 SoC,它是超低功耗的低功耗蓝牙、Thread、ZigBee 和 2.4GHz 专有无线连接解决方案,包括具有蓝牙 5.1 测向功能的无线电,并且适合 - 40 至 105°C 运作温度范围。nRF52833 具有功能强大的 64MHz 32 位 ArmCortex-M4 处理器和 FPU,并包括大量的闪存(512 KB)和 RAM(128 KB)内存,因而适合包括专业照明、资产跟踪、智能家居产品、先进可穿戴设备和游戏解决方案的各种商业和工业无线应用。

市场变化:新型芯片封装,人工智能

Bob Brandal 表示,2019 年半导体行业对新型芯片封装表现出浓厚的兴趣,尤其是系统级封装(SiP),其中“异构集成(heterogeneous integration)”技术将单独的裸片结合在一起,从而形成了具有与 SoC 类似的多功能的高度紧凑器件,但成本较低。

例如,Nordic 的nRF9160是高度集成的紧凑系统级封装(SiP)器件,它使得最新的低功耗 LTE 技术以及先进的处理和安全功能易于使用,适用于各种单设备低功耗蜂窝物联网 IoT (cIoT)设计,包括用于工业物联网(IIoT)应用的设计。

nRF9160 集成了一个 ArmCortex-M33 应用处理器、完整的 LTE 调制解调器、RF 前端(RFFE)和电源管理系统,是市场上最紧凑、最完整、最节能的蜂窝 IoT 解决方案之一。

2019 年芯片制造行业还注重人工智能(AI)的发展及其对多个技术领域的变革意义。人工智能将在实现第四次工业革命(工业 4.0)、基于数字技术的超级自动化的长期愿景、PB(petabyte)级及以上的海量数据存储以及不断发展的“大数据分析”领域中发挥关键作用。它将涉及传感器阵列、机器视觉、机器学习、训练和推理,以及在边缘而不是在云中进行处理,从而实现非常接近实时的网络通信的广泛使用。

大部分处理任务将由 AI 加速器芯片负责,2019 年少数公司涉足了这一设计领域,所有公司都试图超越通用图形处理单元(GPGPU)。这将是值得注意的领域。

挑战:互联健康市场

在快速发展的互联健康市场中,领先的制造商正在尝试使用低功耗无线技术来开发创新解决方案以克服医学分析和健康监测难题。2019 年 Nordic 越来越多地参与了这项至关重要的任务,Nordic 亚太地区销售和市场总监 Bob Brandal 介绍道。

例如,位于杭州的兆观传感科技公司经过广泛的研究和开发工作,已成功推出了智能脉搏血氧仪,目前已被中国的医院广泛采用。

这款设备的复杂软件需要功能强大的硬件。Nordic nRF52832 SoC 的 64 MHz、32 位 ArmCortex-M4 处理器带有 FPU,可运行脉搏血氧仪的复杂应用程序,包括 SpO2 信号采集和相关算法。这款 SoC 的 512 KB 闪存充足,可以按照定义的间隔来记录和存储健康数据,而 64 KB RAM 分配充分满足了脉搏血氧仪的算法过滤要求。

此外,该 Nordic SoC 还提供了低延迟的低功耗蓝牙无线连接,可将个人健康数据从血氧仪的智能环定期传输到用户 iOS 和安卓智能手机上的兆观传感应用程序。无论是在家中还是在路途中,用户都可以轻松访问每日、每周和每月的报告,其中详细列出了血氧和心率等关键的健康指标,并可向医疗专业人员提交选定的相关新信息。

展望 2020,开启新征程

聚焦 AI、汽车、工业物联网

Nordic 的一项关键市场战略是与低功耗芯片设计厂商 Arm 进行合作,后者的 mbed 计划在 IIoT/IoT 的发展中发挥了关键作用。随后,这项合作帮助推动了低能耗蓝牙设备在关键增长市场的创新和部署,这些设备包括可穿戴设备、移动配件、健身、玩具、医疗保健和消费电子产品。

我们针对蜂窝 IIoT/IoT 的最新解决方案 nRF9160 是继续与 Arm 合作的成果,其中结合了 ArmCortex-M33 CPU。nRF9160 SiP 还是首个结合 Arm TrustZone 和 Arm CryptoCell 安全性的蜂窝 IoT 模块。

nRF9160 SiP 尺寸仅为 10 x 16 x 1mm,甚至适用于紧凑型消费和医疗可穿戴设备以及资产跟踪设备。它的调制解调器和 MPU 从头开始设计,旨在优化电源性能,使设备能够以无与伦比的低功耗保持与 LTE-M/NB-IoT 蜂窝网络的连接。

nRF9160 SiP 也可用于单板开发套件(DK),用于 IoT 应用程序开发。这些套件包括来自 iBASIS 的 eSIM,可连接到世界任何地方的蜂窝 IoT 服务。

在汽车领域,低功耗蓝牙技术不仅在舒适性和人体工程学方面,而且在安全性和更好的性能方面也为创建智能汽车提供了许多新的可能性。应用范围包括从自动调节智能汽车座椅和信息娱乐控制到轮胎压力测量系统(TPMS)。Nordic 提供具有蓝牙 5 支持的先进多协议 SoC,以及面向汽车行业的 AEC-Q100 认证 SoC。车辆技术发展迅速,而蓝牙技术是实现联网车辆的关键技术。

随着车辆之间的联系日益紧密,驾驶的观念也在发生根本性的变化。当今的蓝牙 SoC 技术提供了具有高成本效益的能力,可以获取和处理数据,并根据需要将其传递到车辆周围,以便在近端使用,或者通过网络进行更深入的分析。这为驾驶世界带来了一系列全新和改进的功能,包括从改善的舒适性和娱乐性到更高水平的安全性、性能和效率。

蜂窝 IoT 开启新征程

2020 年 Nordic 将继续为蜂窝 IoT 的形成提供技术支持(这不是一项新战略),特别支持 NarrowBand IoT(NB-IoT)和 LTE-M。我们 Nordic Semiconductor 认为用于 IIoT 的蜂窝无线解决方案将被广泛采用,尤其是 LTE-M 和 NB-IoT。这些是由 3GPP 开发和管理的开放标准,确保了全球范围内的互操作性和可靠性。

LTE-M 非常适合要求低功耗、低延迟和移动性的中等吞吐量应用,例如资产跟踪、可穿戴设备、医疗和家庭安全应用,当然还有 IIoT 方面的众多应用。

NB-IoT 非常适合需要低功耗和长距离传输的静态低吞吐量应用,例如智能计量、智能农业和智慧城市应用。

能源效率是蜂窝 IoT 技术的基石。LTE-M 和 NB-IoT 经设计可通过电池作为电源实现多年的运行。

例如,Nordic 的 nRF9160 是紧凑的高度集成系统级封装(SiP)器件,它使最新的低功耗 LTE 技术以及先进的处理和安全功能易于使用,适用于各种单设备低功耗蜂窝物联网(cIoT)设计,包括用于 IIoT 应用的设计。

nRF9160 集成了一个 ArmCortex-M33 应用处理器、完整的 LTE 调制解调器、RF 前端(RFFE)和电源管理系统,是市场上最紧凑、最完整、最节能的蜂窝 IoT 解决方案之一。

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