關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的相關(guān)話題已經(jīng)很熱烈,然而正開始進(jìn)入市場(chǎng)的許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和裝置,無疑將對(duì)我們與世界的互動(dòng)方式產(chǎn)生更微妙的影響,協(xié)助改善日常的例行工作和流程,而非從上而下的垂直式重建。
以Tile的藍(lán)牙低功耗追蹤器為例,這家公司生產(chǎn)的追蹤器,主要是附著在我們最常使用但卻常常不知所蹤的物品上,包括我們進(jìn)入辦公室必得用到的鑰匙,以及用來支付咖啡費(fèi)用的錢包等。我們知道自己會(huì)因疏忽而把重要物品放錯(cuò)地方,Tile想幫忙的就是消除這種害怕自己犯錯(cuò)的深沉恐懼,而非試圖重新發(fā)明鑰匙或錢包。
使用藍(lán)牙低功耗感測(cè)器,Tile追蹤器可與無線裝置通訊,并且連結(jié)Tile應(yīng)用程式,在大約100英尺內(nèi)的有效范圍提醒使用者丟失物品的位置。為了幫助定位可能已超出范圍的物品,Tile還透過連結(jié)全球用戶的應(yīng)用程式運(yùn)作全球最大的“找尋失物(lostandfound)”網(wǎng)路,協(xié)助追蹤遺失的必須品。
雖然提供更好的保管物品方式似乎不是最崇高的目標(biāo),但是像Tile和其他成功努力的背后動(dòng)機(jī),正是說明了物聯(lián)網(wǎng)裝置如何自然而然且無縫的進(jìn)入公眾意識(shí)的完美案例。例如,最近發(fā)布的TileSlim能確保只需幾下點(diǎn)擊,就能找回丟失的錢包,而用來驅(qū)動(dòng)Tile產(chǎn)品的相同底層技術(shù),完全展現(xiàn)了連結(jié)IoT裝置并會(huì)對(duì)未來產(chǎn)生更廣泛影響的技術(shù)架構(gòu)。
無論規(guī)模大小,各種裝置和感測(cè)器之間的連結(jié)是物聯(lián)網(wǎng)的首要前提。較低功率的連結(jié)可擴(kuò)大可能性,讓開發(fā)人員得以在功率受限的裝置上添加更多功能,同時(shí)保持外觀尺寸的吸引力。加入整合度更高的元件,可以透過即插即用的方法來簡(jiǎn)化新應(yīng)用的開發(fā),并且擁有一個(gè)能將新裝置快速推向市場(chǎng)的完美架構(gòu)。
快速高效的連結(jié)是物聯(lián)網(wǎng)幕后推手
Tile的追蹤器使用藍(lán)牙進(jìn)行彼此之間的無線通訊,不需大量能源維持運(yùn)作。在低功耗環(huán)境中實(shí)現(xiàn)這種連結(jié)是IoT匯聚概念的關(guān)鍵:具有此能力的無線裝置能夠無中斷地交換用戶數(shù)據(jù)。
拜支援藍(lán)牙連結(jié)的底層單晶片所賜,Tile及追蹤器陣列得以提供這種長(zhǎng)時(shí)間的連結(jié)。在TileSlim這個(gè)例子,DialogSemiconductor的DA14580系統(tǒng)單晶片提供所有必要的電路及零件,使得TileSlim能以整合型處理器的處理能力,啟用追蹤器的藍(lán)牙4.2無線連結(jié),而這個(gè)微處理器甚至比按鈕還小。
Dialog的SmartBond產(chǎn)品線涵蓋多種晶片,支援各種仰賴藍(lán)牙低功耗實(shí)現(xiàn)無線,且日益復(fù)雜的電子裝置,DA14580是此系列的產(chǎn)品之一。藍(lán)牙低功耗最初是在藍(lán)牙4.0規(guī)范中標(biāo)準(zhǔn)化,傳輸速度達(dá)1Mbps,僅消耗0.01至0.5瓦特的電力,大約是傳統(tǒng)藍(lán)牙一半的功率。
下一世代系統(tǒng)單晶片的設(shè)計(jì)訴求,是在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上提供藍(lán)牙低功耗(BluetoothLE)連結(jié),速度方面的表現(xiàn)要比之前更好,功耗和系統(tǒng)成本也都低于目前所見的其他微晶片。
以市場(chǎng)上最新的系統(tǒng)單晶片之一,DA14681為例。此晶片的設(shè)計(jì)是當(dāng)裝置在運(yùn)作時(shí),其ARMCortexM0處理器能提供高達(dá)96MHz的處理速度,同時(shí)在不運(yùn)作時(shí)還很省電,待機(jī)功耗低于1μA。這個(gè)程度的靈活性非常適合用來管理多感測(cè)器陣列,可以處理“總是在線”的情況,不同于Tile的例子。當(dāng)消費(fèi)性電子產(chǎn)業(yè)開始廣泛推動(dòng)可監(jiān)控心臟或睡眠模式等的物聯(lián)網(wǎng)裝置,這些裝置需要長(zhǎng)期不間斷的連結(jié)以收集數(shù)據(jù);甚至是裝置必須在生產(chǎn)線上的各個(gè)階段持續(xù)通訊的工業(yè)應(yīng)用,對(duì)這些消費(fèi)及工業(yè)應(yīng)用而言,下一世代的整合型晶片型非常重要。
無縫整合促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
這些特性都顯示,隨著未來幾年布建更多的物聯(lián)網(wǎng)裝置和感測(cè)器,需要追蹤和分析的資訊也將越來越龐大。相應(yīng)于此趨勢(shì),感測(cè)器和裝置則必須變得更小、更持久,開發(fā)者才能夠以符合市場(chǎng)需求的速度提供新產(chǎn)品。
DA14681的設(shè)計(jì)訴求是藉由整合型電源管理單元(PowerManagementUnit,PMU)提供三個(gè)獨(dú)立電源軌來強(qiáng)化連結(jié)功能。這些電源軌除了供電給晶片上充電器和電量計(jì)外,還能供電予外部系統(tǒng)元件。因此,雖然SoC本身可以為完整的IoT系統(tǒng)供電,不需額外的外部電源管理電路,但DA14681還是可以透過USB介面為電池充電。
這個(gè)晶片和其他下一世代晶片反映我們需要更多的整合型元件,如此才能將新的物聯(lián)網(wǎng)裝置推向市場(chǎng),不會(huì)出現(xiàn)創(chuàng)新延遲。Tile及其創(chuàng)紀(jì)錄的外觀尺寸,只是整合方法如何落實(shí)在終端裝置的一個(gè)例子。
像是DA14681此類的先進(jìn)SoC是非常具有前瞻性的系統(tǒng),能為開發(fā)人員提供所需的工具,讓他們以最少心力創(chuàng)建功能最完整的物聯(lián)網(wǎng)裝置,所需要的就是一個(gè)介面和一個(gè)電池,讓SoC的處理能力和PMU功能維持運(yùn)作。這些系統(tǒng)藉由靈活的外部記憶介面為軟體應(yīng)用程式開發(fā)人員提供幾乎無限的運(yùn)算空間。
雖然SmartBondSoC已是目前“最好的”,具有高度的整合度和靈活性,但它真的只是未來解決方案的開端。隨著物聯(lián)網(wǎng)連結(jié)裝置數(shù)量將從現(xiàn)在的60億個(gè)擴(kuò)大到2025年的270億個(gè)以上,也就是物聯(lián)網(wǎng)在未來10年將以16%的復(fù)合年成長(zhǎng)率(CAGR)成長(zhǎng)。提供這種龐大規(guī)模的藍(lán)牙低功耗連結(jié)的SoC,將需要以同樣的加速度持續(xù)進(jìn)化,如此才能跟上需求。
如果物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)保持高速度的創(chuàng)新,不僅止于藍(lán)牙低功耗的功能,SoC具有幾乎無限的可能性,能支援未來幾年將改變?nèi)祟惿蠲婷驳募夹g(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新技術(shù)不斷發(fā)展和擴(kuò)大的領(lǐng)域,如果目前的預(yù)期不變,則下一代物聯(lián)網(wǎng)裝置的普及將更早,不會(huì)更晚。
(來源:CTIMES 2017年1月19日)
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