一款強(qiáng)大的芯片將藍(lán)牙低功耗成本降至了新低

（文章來源：半導(dǎo)體投資聯(lián)盟）

用無線技術(shù)連接十億IoT設(shè)備，這是一個(gè)非常有吸引力的市場前景。在角逐主導(dǎo)技術(shù)的競爭中，BLE（藍(lán)牙低功耗）漸漸脫穎而出。一代又一代的高性價(jià)比芯片不斷為BLE開疆拓土，其中就包括了最新的DA14531。0.5美元，是為任何系統(tǒng)添加藍(lán)牙低功耗連接功能的最低成本。需要說明的是，這個(gè)0.5美元，不僅是藍(lán)牙芯片本身，還包括了外部的無源器件和晶振的BOM成本。

設(shè)定這一門檻的，就是DA14531，也是SmartBond TINY產(chǎn)品線的頭一款產(chǎn)品。“該芯片的目標(biāo)就是要推動(dòng)下一波十億IoT設(shè)備的無線連接。”Dialog半導(dǎo)體公司低功耗連接事業(yè)部總監(jiān) Mark de Clercq這樣告訴記者。Mark de Clercq對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)理解：“整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)就是個(gè)金字塔，金字塔底端設(shè)備量會(huì)很大，越往上走越高端，設(shè)備使用量越小，成本越高?！?/p>

還有一個(gè)很重要的應(yīng)用是智慧醫(yī)療方面，很多慢性阻塞性肺病、哮喘病、糖尿病患者都需要每天進(jìn)行吸入或注射治療，如果在治療設(shè)備上啟用BLE芯片的連接功能，將用藥數(shù)據(jù)直接傳送到患者和醫(yī)生的手機(jī)上，就能及時(shí)掌握治療狀況。不僅如此，越來越智能的打印機(jī)、咖啡機(jī)、機(jī)頂盒、插線板等產(chǎn)品，也用BLE的連接功能，將使用界面轉(zhuǎn)移到手機(jī)上，這樣不但使用更方便，也能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)診斷。

為什么要選擇BLE？不僅是因?yàn)槠溥M(jìn)化到5.1版本后的傳輸速率、距離都占優(yōu)勢，在局定性的成本因素上，BLE也是最低的。在BLE的先天優(yōu)勢上，DA14531更有自己出眾的表現(xiàn)，1.7mm×2.0mm的面積，僅需6顆外部元件（2個(gè)電感器、3個(gè)電容器、1個(gè)外部晶振），將物料成本壓縮到最低，成就了在大批量應(yīng)用下（1000萬片用量）0.5美元成本的門檻。

DA14531在IoTMark-BLE測評(píng)中取得了18300的分?jǐn)?shù)，創(chuàng)了歷史新高。IoTMark-BLE是EEMBC（嵌入式微處理器基準(zhǔn)評(píng)測協(xié)會(huì)）的評(píng)測標(biāo)準(zhǔn)，用來衡量BLE的表現(xiàn)。這個(gè)測試代表了真實(shí)應(yīng)用中的藍(lán)牙低功耗傳感器模型。從架構(gòu)上來看，DA14531的處理器部分基于32位ARM Cortex M0+內(nèi)核，具有集成的內(nèi)存及一套完整的模擬和數(shù)字外設(shè)，可以作為獨(dú)立的無線微控制器使用，或者為已經(jīng)有微控制器的現(xiàn)有設(shè)計(jì)添加RF數(shù)據(jù)傳輸通道。

DA14531的真正實(shí)力體現(xiàn)在電源管理模塊上，這也是Dialog的強(qiáng)項(xiàng)。芯片集成了DC-DC轉(zhuǎn)換器，不僅支持降壓模式、升壓模式，還支持旁路模式。“我們是目前唯一一家把升降壓模式DC/DC轉(zhuǎn)換器集成到器件當(dāng)中，或是藍(lán)牙低功耗器件當(dāng)中的?！盡ark對(duì)這一點(diǎn)很有自信。

如果有的應(yīng)用對(duì)成本很敏感，而對(duì)功率不敏感的話，旁路模式就能發(fā)揮作用，它可以省掉電感器和電容器。同時(shí)，封裝上采用了雙層電路板的設(shè)計(jì)，沒有微過孔，這樣也節(jié)省了電路板的成本。整個(gè)芯片的無線電可編程的輸出功率范圍是-19.5到2.5dBm，靈敏度是-94dBm。同時(shí)，又增加了智能喚醒的功能，即便是所有的GPIO都處于休眠的時(shí)候也能保持活躍。

用在IoT設(shè)備上的電池都是越做越小的，很重要的一點(diǎn)就是不能一次性吸入太大的電流?！拔覀兙蛯ｉT加了一個(gè)峰值電流限制器進(jìn)行電源管理，使得從電池當(dāng)中得到的電流在峰值的時(shí)候可以得到限制，不至于一下子把電池給毀壞了。”Mark介紹了Dialog的做法。

為了開發(fā)者考慮，開發(fā)套件已成為芯片的標(biāo)的。Dialog專門開發(fā)了兩個(gè)套件：Pro專業(yè)版和USB dongle版本。Pro專業(yè)版開發(fā)套件包括了母板和子板，子板可以接入母板。母板可以實(shí)時(shí)測量功耗，可以連接傳感器和執(zhí)行器等。它支持兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：mikroBUS總線和Arduino Shield擴(kuò)充板接口。USB dongle版本則是Pro的簡易版本，不能去測量功耗，但是可以直連PC上使用。

在2018~2022年之間，藍(lán)牙年復(fù)合增長率可達(dá)8%~12%，BLE增長在20~30%，2022年藍(lán)牙設(shè)備整體出貨量達(dá)52億顆以上。未來幾年，藍(lán)牙設(shè)備每年將凈增4億臺(tái)。藍(lán)牙芯片的增長速度是其他芯片難以比擬的。有如此大好機(jī)會(huì)的感召，這個(gè)市場的參與者就可以用前赴后繼來形容。除了很多大廠商之外，大部分玩家都是中小廠商。他們的出貨規(guī)模可能不及千萬的水平，因此很難享受0.5美元成本的福利。

Dialog對(duì)此也考慮到了?！拔覀冞€同時(shí)推出了SmartBond TINY模塊，該模塊結(jié)合了DA14531主芯片的各項(xiàng)功能，無需他們?cè)偃ヲ?yàn)證其平臺(tái)，從而節(jié)省了產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間、工作量和成本?！盡ark表示：“最重要的是，使用模塊可以將成本降至1美元以下?！?/p>

智慧醫(yī)療、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能家具、智能家電，這些領(lǐng)域很多底層設(shè)備還有很多沒有實(shí)現(xiàn)無線連接的。Mark對(duì)此很有信心，“我們希望通過新的產(chǎn)品，希望把大批量使用的一次性設(shè)備添加藍(lán)牙低功耗連接功能的成本降的很低，使得更多的設(shè)備變得智能。從市場的角度來說是在探索新的市場，使得蛋糕能夠做大?！?br /> （責(zé)任編輯：fqj）