超低功耗Wi-Fi+BLE“二合一”模块 助力物联网设备实现超长电池续航

2020-05-13 来源:微波射频网作者:Millie Cheng 我要评论(0) 字号:

随着数字经济的蓬勃兴起,以物联网为代表的新一代信息通信技术创新不断加快。物联网市场庞大繁杂,对于连接的要求更加严苛,单一的技术已经无法满足需求。目前,在物联网领域无线接入技术种类众多,包括Wi-Fi、Bluetooth(蓝牙)、Zigbee等短距离无线通信技术和LoRa、NB-IoT等长距无线通信技术。这些技术各具特点,因对其传输速度、距离、耗电量等方面的要求不同,形成了各自不同的物联网应用场景。

其中,短距离无线通信传输技术中,Wi-Fi和蓝牙发展历程最久,最为世人所熟知,在物联网应用中也最为成熟,适用于智能家居、穿戴设备、智慧制造等短距离、密集性场景。

物联网设备量增幅明显  Wi-Fi芯片市场空间巨大

Strategy Analytics的研究报告指出,全球目前有近50 亿个家用Wi-Fi 设备正在使用,这是由Wi-Fi 技术的成功所推动的。新一波Wi-Fi 智能家居设备将推动全球在2023 年170 亿个家庭设备的采用,巩固了无线家庭作为二十一世纪初的主要技术趋势之一。支持Wi-Fi 的智能家居设备(如智能音箱、智能家电、摄像机和恒温器)的增长将成为无线家庭发展的第三次浪潮。可以预见,随着物联网的发展,Wi-Fi芯片的市场空间巨大。

日前,Dialog半导体公司举行了在线新品发布会,正式推出高度集成、超低功耗的Wi-Fi网络SoC芯片DA16200,和两款利用了Dialog VirtualZero技术的模块– 基于DA16200 SoC的DA16200模块;以及结合了Wi-Fi(DA16200 SoC)和BLE(低功耗蓝牙DA14531 SoC)功能“二合一”的超低功耗DA16600模块,这些新产品提供了业内最优电池续航能力和易于配置性。

Dialog半导体是一家fabless芯片设计公司,总部位于英国伦敦,在全球有多个设计中心。公司采用无晶圆厂运营模式,生产、组装和封装均外包给专业的代工厂。

VirtualZero™专利技术实现超低功耗、超长续航

Dialog半导体公司连接和音频业务部产品营销总监崔南岫

Dialog半导体公司连接和音频业务部产品营销总监崔南岫

Dialog半导体公司连接和音频业务部产品营销总监崔南岫表示,智能门锁、温控器和安防监控摄像头等IoT设备要求始终保持Wi-Fi联网,而随着此类设备的兴起,设计工程师们也面临开发具有更强电池续航能力解决方案的挑战。功耗问题作为Wi-Fi的致命弱点,一直以来都被诟病。很多Wi-Fi芯片厂商投入到低功耗Wi-Fi技术的开发,同样,这也是Dialog此次产品开发的主要目的。

然而,如果牺牲掉Wi-Fi的一些功能或者规范而做出的超低功耗,并不是真正意义上的超低功耗。

崔南岫进一步表示,现在Dialog的新产品DA16200把Wi-Fi的根本弱点解决掉了,真正做到了超低功耗。这得益于Dialog VirtualZero™专利技术,该技术实现了行业最低的Wi-Fi连接功耗。DA16200 SoC是专为电池供电的IoT应用而设计,包括智能门锁、温控器、安防监控摄像头、以及其他需要始终保持Wi-Fi联网的应用。在很多应用中,即使是始终保持联网的设备也能实现长达一年乃至三到五年的电池续航能力。

超低功耗Wi-Fi+BLE“二合一”模块 助力物联网设备实现超长电池续航

DA16200 超低功耗Wi-Fi SoC芯片典型应用场景

以采用DA16200 Wi-Fi SoC芯片的具体应用场景为例:如果应用在智能门锁上,使用一般Wi-Fi产品,功耗非常大,电池或许仅能维持一个月左右,而使用DA16200模块,经实测数据显示,在一天开关20次的使用频率下,4节5号AA干电池能够持续使用14个月。如果应用在温控器上,按每天30次的使用频率,可以实现3年以上的电池续航能力;如果应用在温度/湿度传感器上,按每分钟采集一次数据(1440次/天)的频率,使用2节7号AAA干电池,可实现4年以上电池续航能力。崔南岫强调,这是非常突破性的变化。

此外,与传统Wi-Fi芯片相比,DA16200比较明显的改进在于其拥有两种“睡眠模式”。其中,在“睡眠模式1”状态下,不保持网络连接,通过alarm pin/GPIO/外部信号唤醒(如:来自外部控制器、移动/温度传感器等的信号);而在“睡眠模式3”状态下,则是实时保持网络连接、并加载网络证书,像笔记本电脑和智能手机上的Wi-Fi一样保持网络的在线状态。

据介绍,相比上一代产品,DA16200功耗降低了1/3,芯片尺寸也变小了很多。高度集成的DA16200自主运行整个Wi-Fi系统、安全和网络协议栈,无需外部的网络处理器、CPU或微控制器。它包含一个802.11b/g/n无线电(PHY)、基带处理器、MAC、片上内存、专用加密引擎、和ARM® Cortex®-M4F主机网络应用处理器,这些全部集成在单片硅芯片上。为了实现更宽的覆盖范围,并且不牺牲电池续航能力,DA16200还集成了一个完整的射频前端(包含功率放大器、低噪声放大器和射频开关),为用户提供了行业领先的输出功率、接收器灵敏度,以及更远的传输距离。完全符合Wi-Fi的整个规范。

超低功耗Wi-Fi+BLE“二合一”模块 助力物联网设备实现超长电池续航

DA16200芯片框图

Wi-FiBLE功能二合一”  灵活易配置

除了DA16200 SoC芯片和模块,Dialog还推出了首款Wi-Fi和BLE功能“二合一”的超低功耗DA16600模块,该模块由DA16200和全球尺寸最小、功耗最低的SmartBond™ TINY DA14531 SoC芯片组成。

据介绍,该Wi-Fi + BLE组合模块是结合了两个复杂协议栈的可靠固件解决方案,消除了通常因一个设计中有两个2.4 GHz无线电共存而导致的问题。BLE使Wi-Fi配置更加容易,为终端用户极大地简化了Wi-Fi设置。凭借优化的设计,将模块集成到嵌入式IoT产品中只需遵循Dialog提供的一套简单的设计指南。最后,客户还将获得一个额外的优势,即不再需要为其应用采购两款独立的SoC。

崔南岫强调,以上推出的产品均经过全面认证,可全球范围使用,认证包括FCC、IC、CE、Telec、Korea和SRRC。此外,该SoC芯片和两款模块都经过Wi-Fi CERTIFIED® 认证,可实现互联互通。

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