下一個(gè)蘊(yùn)含50億美元商機(jī)的巨大市場(chǎng)在哪里?--在物聯(lián)網(wǎng)。
眾所周知,物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是物物間的互聯(lián)互通,因此,簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠的聯(lián)網(wǎng)能力是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最重要的元素之一。在有線和無(wú)線兩種方式中,由于連接入網(wǎng)的設(shè)備和物品的廣泛分布,以及無(wú)線通信技術(shù)在組網(wǎng)便捷性方面的優(yōu)勢(shì),無(wú)線IoT互聯(lián)的重要性不言而喻。在眾多的無(wú)線連接技術(shù)中,應(yīng)用最廣泛和普遍的當(dāng)屬WiFi/BT/ZigBee,這三種技術(shù),各有所長(zhǎng),分別適用不同的應(yīng)用場(chǎng)景,成為物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線連接最流行的通信協(xié)議。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展也帶來(lái)了新一輪的無(wú)線通信技術(shù)商機(jī),越來(lái)越多的芯片(如處理器和微控制器MCU)廠商開(kāi)始厲兵秣馬,加快了WiFi/BT/ZigBee等技術(shù)的研發(fā),以卡位物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。從2013年至今,整合無(wú)線的單芯片MCU、集成MCU和無(wú)線功能的模塊、整合嵌入式處理器和無(wú)線的單芯SOC等產(chǎn)品和方案全線開(kāi)花。我們盤點(diǎn)TI、ST、Marvell、飛思卡爾、博通等主流芯片商推出的那些專為物聯(lián)網(wǎng)而設(shè)的WiFi/BT/ZigBee無(wú)線芯片或模塊,分析其特點(diǎn)和適合應(yīng)用的場(chǎng)景,旨在給廣大工程師們提供全面的設(shè)計(jì)參考平臺(tái)選擇。
SimpleLink WiFi 平臺(tái)為用戶提供了靈活選擇:CC3200集成了可編程 ARM® Cortex®-M4 MCU,允許客戶添加其特有的代碼;而CC3100已經(jīng)為8、16、32位的MCU提供了接口,可搭配用戶需要使用,并通過(guò)TI的IoT云生態(tài)系統(tǒng)成員擁有了云連接支持能力。
2014年6月份,TI推出了SimpleLink WiFi 系列WIFI平臺(tái),專為IoT而設(shè)計(jì),包括CC3100/3200,平臺(tái)具有高度的靈活性,其中3200在單芯片中集成了射頻及模擬功能電路,將WiFi平臺(tái)與ARM Cortex-M4 MCU整合在一起,實(shí)現(xiàn)了低功耗、單芯片WiFi解決方案;而CC3100可與任何MCU配合使用。這兩款芯片都具有很低的功耗,提供低功耗射頻和高級(jí)低功耗模式,尤其適用于電池供電式設(shè)備的開(kāi)發(fā)。
兩款產(chǎn)品都可讓用戶利用快速連接、云支持和片上WiFi、互聯(lián)網(wǎng)和穩(wěn)健的安全協(xié)議實(shí)現(xiàn)針對(duì)IoT的簡(jiǎn)易型開(kāi)發(fā),無(wú)需具備開(kāi)發(fā)連接型產(chǎn)品的先前經(jīng)驗(yàn),就能夠輕松地為眾多的家用、工業(yè)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品增添嵌入式WiFi和互聯(lián)網(wǎng)功能!了解更多】
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【更多詳細(xì)】物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)必看—德州儀器在無(wú)線方面的貢獻(xiàn)
Marvell全線無(wú)線MCU平臺(tái)覆蓋WiFi,藍(lán)牙,Zigbee,提供高集成度,顯著提高了性能、降低了功耗并降低了總體用料成本,搭配軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)Marvell EZ-Connect,讓開(kāi)發(fā)者短短幾天實(shí)現(xiàn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
2014年6月份,Marvell發(fā)布針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的全面的無(wú)線MCU平臺(tái):MW300 Wi-Fi微控制器、MB300藍(lán)牙微控制器和MZ100ZigBee微控制器。在單一芯片上集成MCU、RF收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)/無(wú)線協(xié)議棧的基礎(chǔ)上,還集成了軟件開(kāi)發(fā)套件和調(diào)試工具,并提供從多層安全保障。
其中MW300 Wi-Fi微控制器支持802.11n Wi-Fi、內(nèi)置全功能微控制器的單芯片SoC,面向低功耗進(jìn)行了有針對(duì)性的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了深度低功耗狀態(tài),同時(shí)降低了正常工作時(shí)的功耗,適用于各種基于電池供電的應(yīng)用場(chǎng)景; MB300藍(lán)牙微控制器是支持雙模藍(lán)牙4.1、集成了微控制器的真正單芯片SoC,實(shí)現(xiàn)經(jīng)典藍(lán)牙與智能藍(lán)牙并存運(yùn)行,內(nèi)置語(yǔ)音功能支持高分辨率ADC以及與麥克風(fēng)的直連; MZ100 ZigBee微控制器是支持802.15.4/ZigBee、集成了微控制器的單芯片SoC,提供Wi-Fi與藍(lán)牙的共存,易于與傳感器、起動(dòng)器以及其他組件連接,減少了外部組件和PCB面積。Marvell EZ-Connect 軟件平臺(tái)支持這個(gè)最新的無(wú)線產(chǎn)品系列,基于該平臺(tái)大大減少開(kāi)發(fā)時(shí)間。【了解更多】
【更多詳細(xì)】Marvell推全面的無(wú)線MCU平臺(tái) 做大物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)
支持最新的藍(lán)牙4.1,具有功耗低、發(fā)射距離遠(yuǎn)、尺寸緊湊等特點(diǎn),它可以連接到任意一款具有UART接口的單片機(jī)(包括數(shù)百款PIC® MCU),也可以無(wú)需MCU地獨(dú)立運(yùn)行。
Microchip在收購(gòu)Roving Networks公司后不久的2012年9月份,就快速推出了WiFi無(wú)線模塊 RN-171和RN-131,可連接任何PIC MCU,2013年又陸續(xù)發(fā)布 MRF24WG0MA/MB WiFi模塊,集成無(wú)線模塊和PIC MCU,支持低數(shù)據(jù)速率的Wi-Fi傳感器網(wǎng)絡(luò),家庭自動(dòng)化,樓宇自動(dòng)化和消費(fèi)電子應(yīng)用。
2014年6月份,Microchip藍(lán)牙 4.1低功耗模塊RN4020發(fā)布,提供一個(gè)發(fā)射功率為7 dBm、接收靈敏度為-92.5 dBm的內(nèi)置PCB天線,使模塊的有效工作距離超過(guò)100米,而尺寸卻非常緊湊僅為11.5×19.5×2.5mm。RN4020是一種板載協(xié)議棧模塊,它可以連接到任意一款具有UART接口的單片機(jī)(包括數(shù)百款PIC® MCU),也可以無(wú)需MCU地獨(dú)立運(yùn)行,進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)采集和通信,其應(yīng)用如燈標(biāo)或傳感器等。獨(dú)立運(yùn)行模式基于Microchip獨(dú)特的非編譯腳本而實(shí)現(xiàn),它使用簡(jiǎn)單的ASCII命令接口來(lái)進(jìn)行模塊配置,而無(wú)需工具或編譯。【了解更多】
集成了WiFi連接、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、安全等功能,以及Atmel的ARM Cortex M0+微控制器技術(shù),既可將SAM W23 平臺(tái)作為獨(dú)立系統(tǒng)使用,也可將其作為功能擴(kuò)展方案使用,從而在當(dāng)前設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)WiFi連接。
鑒于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的強(qiáng)大攻勢(shì),Atmel在融合其在無(wú)線與控制兩方面的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),2014年6月份,Atmel推出了全新的MCU品牌--Atmel SMART以及SmartConnect SAM W23模塊,該模塊基于 Atmel超低功率WiFi系統(tǒng)芯片,實(shí)現(xiàn)了低功率MCU與Wi-Fi解決方案的結(jié)合。SAM W23模塊整合了WiFi功能,設(shè)計(jì)人員無(wú)需再學(xué)習(xí)WiFi堆棧,從而能夠?qū)W⒂谔嵘a(chǎn)品功能。
SAM W23模塊是為那些尋求將WiFi連接與IEEE802.11、RTOS、IP堆棧或RF進(jìn)行整合的設(shè)計(jì)人員提供的理想解決方案,此外,該模塊可提供應(yīng)用和安全協(xié)議(如TLS)、集成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(TCP/IP堆棧)和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS),這些全部可以在Atmel Studio 6的集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)(IDP)通過(guò)簡(jiǎn)單的串聯(lián)主機(jī)接口(SPI、UART)實(shí)現(xiàn)。【了解更多】
Kinetis KW2X無(wú)線模塊降低功耗,集成了在高端處理器中才提供的高級(jí)安全特性,支持高級(jí)加密方法,如密鑰生成、安全存儲(chǔ)器和篡改檢測(cè)功能,提供512KB閃存和64KB RAM,以及64K的FlexMemory,方便用戶靈活使用,搭配Kinetis開(kāi)發(fā)工具,可進(jìn)一步加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。
MCU 是飛思卡爾的戰(zhàn)略重點(diǎn),在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,飛思卡爾也打起了物聯(lián)網(wǎng)的算盤,通過(guò)整合MCU和Zigbee無(wú)線技術(shù)和RF收發(fā)器,推出了一系列的整合式MCU—Kinetis W系列,可為2.4GHZ Zigbe/ IEEE 802.15.4應(yīng)用和低于1GHZ的IEEE 802.15.4提供靈活的產(chǎn)品選擇。
2013年年底,飛思卡爾推出了Kinetis系列KW2x無(wú)線MCU。 KW2x是一款低功耗、緊湊型集成式器件, 由一個(gè)高性能可兼容IEEE 802.15.4的2.4 GHz無(wú)線收發(fā)器和一個(gè)強(qiáng)大的ARM Cortex-M4 MCU系統(tǒng)組成,并配有數(shù)據(jù)連接和高精度混合信號(hào)模擬外設(shè)。【了解更多】
對(duì)智能照明、住宅自動(dòng)化和能源管理應(yīng)用而言,JN516x無(wú)線MCU模塊系列匯集價(jià)格/性能、片上存儲(chǔ)器和超低功耗及軟件堆疊選擇的最佳組合。尤其恩智浦還推出了LightPRO智能照明系統(tǒng)模塊,允許構(gòu)建具有多達(dá)500個(gè)節(jié)點(diǎn)的智能照明網(wǎng)絡(luò),完美涵蓋商業(yè)和公共照明應(yīng)用。
從2011年開(kāi)始,恩智浦就以智能照明為突破口,進(jìn)攻物聯(lián)網(wǎng),起初在其LPC系列MCU中并未整合無(wú)線功能。2013年年初,恩智浦推出針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的JN516x系列無(wú)線MCU模塊,包括JN5161、JN5164或JN5168,整合了無(wú)線功能。
該模塊配置了高性能的32位RISC處理器,內(nèi)嵌Flash和E2PROM,通過(guò)可變寬度指令、多級(jí)指令流水線、低功耗與可編程時(shí)鐘速度來(lái)提高代碼效率。同時(shí)片上還具有一個(gè)符合IEEE802.15.4 2.4GHz標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線收發(fā)器以及一系列豐富的模擬、數(shù)字外設(shè)。配合超低的工作電流和低功耗睡眠特性,可以使設(shè)備利用紐扣電池供電并延長(zhǎng)電池的壽命!了解更多】
SPWF系列的微型智能WiFi模塊具有低功耗和小尺寸,可方便地與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備及獨(dú)立的802.11 b/g/n設(shè)備進(jìn)行即插即用式的集成。
瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)商機(jī),ST意法半導(dǎo)體除了可提供各種低功耗、低成本的ARM Cortex-M處理器系列的STM32 MCU,還整合WiFi技術(shù),推出了SPWF系列的微型智能WiFi模塊。PWF01S WIFI模塊配置為單片802.11收發(fā)器,具有集成的PA和STM32 ARM Cortex-M3 32位MCU,可提供1.5MB和512KB的閃存選擇以及64 KB RAM,支持廣泛的GPIO,還包括時(shí)鐘及穩(wěn)壓器,可方便地與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備及獨(dú)立的802.11 b/g/n設(shè)備進(jìn)行即插即用式的集成。
此外,ST意法半導(dǎo)體已增辟產(chǎn)品線,大舉推出整合32位元Cortex-M核心MCU及2.4GHz射頻收發(fā)器、藍(lán)牙技術(shù),擬推出支持下一代多通信協(xié)議(Multi-Protocol)的無(wú)線MCU方案,以克服各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)挑戰(zhàn)!了解更多】
作為領(lǐng)先的半導(dǎo)體廠商,博通在無(wú)線領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)有目共睹,芯片集成度高,并顯著降低功耗。WICED平臺(tái)提供一站式的多樣化應(yīng)用,客戶在上面做不同的軟件開(kāi)發(fā)以實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。
2013年6月份,博通發(fā)布針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的單片WiFi解決方案--BCM4390,這也是博通嵌入式設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線連接WICED產(chǎn)品組合的一部分。BCM4390 SoC符合IEEE 802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn),在單一芯片集成了PA和LNA|2.4GHZ RF收發(fā)器、通用異步收發(fā)器(UART)等,在應(yīng)用處理器中靈活實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,為低功耗、高性能、互操作性強(qiáng)的無(wú)線連接功能奠定了基礎(chǔ),幫助微控制器嵌入式設(shè)備降低功耗、減少成本!了解更多】
除了WiFi方案,WICED還不斷發(fā)展,2014年6月份,博通發(fā)布了適應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的WICED Smart藍(lán)牙SoC芯片---BCM20737。新品具有三大特性:支持Bluetooth Smart標(biāo)準(zhǔn)(藍(lán)牙4.0及以上)、iBeacon技術(shù),可以加快臨近檢測(cè)速度;支持A4WP無(wú)線充電;支持RSA 4000比特加密與解密,可以為產(chǎn)品間數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行加密!了解更多】
【更多詳細(xì)】WICED平臺(tái)開(kāi)發(fā)套件相關(guān) 【更多詳細(xì)】WICED Smart開(kāi)發(fā)套件相關(guān)
QCA4002/QCA4004采用低功耗技術(shù),如動(dòng)態(tài)功率調(diào)整Green TX功能,可讓設(shè)備在鄰近其他設(shè)備或接入點(diǎn)的情況下,減少最多1/2的傳輸功率,搭配睡眠模式,可實(shí)現(xiàn)更節(jié)能的通信功能。另外,無(wú)論用戶開(kāi)發(fā)高端或者低端的應(yīng)用,平臺(tái)都可以滿足需求。
2013年9月份,高通Atheros 推出低功耗單芯片WiFi平臺(tái)QCA4002/4004,以期布局飛速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng),這也是高通專門為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推出的基于802.11n的單芯片平臺(tái)。 QCA4002/4004不但在芯片設(shè)計(jì)上采用一顆單芯片處理器和內(nèi)存,無(wú)需使用其它MCU產(chǎn)品,還同時(shí)納入了IP堆棧、軟件中間件架構(gòu)AllJoyn以及完整的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),以協(xié)助客戶以最低的開(kāi)發(fā)成本,將低功耗WiFi功能增加至任何產(chǎn)品。由于采用的是單芯片設(shè)計(jì),這兩個(gè)平臺(tái)的功耗非常低,而且在2.4G和5G兩個(gè)頻段都可以運(yùn)行。
QCA4002與QCA4004的區(qū)別在于QCA4002是一個(gè)子系統(tǒng),可用于一些要求強(qiáng)大的MCU或高內(nèi)存的應(yīng)用場(chǎng)景,通過(guò)搭配各種各樣的MCU或內(nèi)存等來(lái)實(shí)現(xiàn)。而QCA4004用于一些較低端的應(yīng)用,內(nèi)置的CPU可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)很多應(yīng)用!了解更多】
MTK宣稱這兩款新品低功耗,支持Smart Connection 智能手機(jī)應(yīng)用程序,可實(shí)現(xiàn)照明燈具、智慧電視、智慧門鎖等家電的網(wǎng)絡(luò)連接。
提起MTK,大家最想聯(lián)想到的是移動(dòng)處理器,但其實(shí)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,MTK也積極進(jìn)攻。在2014年6月份舉行的臺(tái)北電腦展上,MTK推出了兩款智能家居系統(tǒng)wifi芯片MT7688及MT7681。
MT7688采用Linux系統(tǒng),支持802.11n,內(nèi)建MIPS24KEc/580MHz處理器,256MB內(nèi)存以及AES128/256加密引擎,可處理更為復(fù)雜或數(shù)據(jù)密集型的智能家居設(shè)備,比如IP投影機(jī)及家庭監(jiān)控系統(tǒng)。而MT7681則主要針對(duì)如燈泡、門鎖、插座等小型設(shè)備,支持802.11n,可輕松為嵌入式設(shè)備設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù),整合電源管理單元、低頻放大器、射頻切換器,所有功能都整合在40針腳的5*5毫米的封裝中!了解更多】
BlueNRG具有同類中最佳的電流消耗、出色的無(wú)線鏈路性能和片上非易失性存儲(chǔ)器芯片,不僅耗電量更低,而且體積也更小,更適合應(yīng)用在穿戴式裝置上。
2013年,ST發(fā)布了集成Cortex M0以及藍(lán)牙功能的BlueNRG處理器芯片,內(nèi)置專用射頻接口、處理器和藍(lán)牙固件,支持藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)。BlueNRG能夠讓設(shè)計(jì)人員靈活地選擇最喜歡的MCU,并配備在外部應(yīng)用處理器上運(yùn)行的 Bluetooth Low-Energy協(xié)議棧。片上非易失性存儲(chǔ)器可輕松實(shí)現(xiàn)固件升級(jí),確保應(yīng)用始終兼容最新版本的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。 【了解更多】
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