TechInsights最近探索并比较分析了一些市场上主要的蓝牙和蜂巢式物联网(cellular IoT)装置, 这些装置预计将持续主导物联网市场一段时间.
蓝牙5.0 SoC将快速地被消费型物联网装置采用, 例如智能手表, 健康与健身产品等. 两种新兴的蜂巢式物联网标准——窄频物联网(NB-IoT)和增强型机器类通讯(eMTC), 在行动营运商的推波助澜下, 也将广泛用于智能电表, 自行车和其他新兴应用中.
物联网装置中包含一些当今最先进的芯片. 如同物联网本身, 底层技术也在快速地发展中.
根据TechInsight对于各种产业中数十种物联网装置的拆解与分析, 很显然地, 蓝牙将继续作为SoC中所使用的主要技术之一. 最新版本的蓝牙5.0正快速地取代较早的版本. 2016年发布的蓝牙5.0将传输范围扩展了4倍, 同时也倍增了传输速率, 以及增加了SoC的资料传输量.
透过比较分析显示, 在许多产品中经常使用的SoC包括戴乐格半导体(Dialog Semiconductor)的DA14580, Nordic Semiconductor的nRF52832, 以及意法半导体(STMicroelectronics)的BlueNRG. 一般来说, 这些物联网SoC在单一芯片中都整合了包括CPU核心, 电源管理芯片(PMIC), 存储器, 以及射频(RF)收发器.
系统级封装(System in Package; SiP)是用于许多物联网装置中的另一种解决方案. 例如, 联发科技(Mediatek)的MT2523G蓝牙SiP设计中包括蓝牙SoC, PMIC, 存储器和GNSS接收器. 在单一封装总共整合了6颗芯片. 这种在单芯片上的高度整合以及SiP, 将继续推动未来的蓝牙物联网SoC设计
利用蜂巢式物联网定位自行车
3GPP最近发布的Release 13版本中包括两种基于LTE的物联网技术——NB-IoT和eMTC. 包括AT&T, 中国移动(China Mobile), 中国联通(China Unicom)和Verizon等全球主要的行动营运商均推出了NB-IoT测试网路或制定相关发展计划. NB-IoT预计将用于智能城市, 公共电表和工业等应用中. 其他新兴应用案例之一是2017年5月, 高通(Qualcomm)宣布与中国移动和Mobike联手的计划. 该三方合作的测试计划将采用高通MDM9206Modem, 以辨识可用的自行车.
针对Ofo日益壮大的自行车车队, 使用NB-IoT实现的智能锁是最显眼的蜂巢式物联网应用之一. 采用NB-IoT免除了由于容量不足而经常让消费者卡在等待中的困扰. 中国电信指出, 智能锁采用的低功耗NB-IoT芯片意味着电池寿命将可持续8年到10年, 也就是说在Ofo自行车的标准生命周期内, 永远不需要更换电池.
中国电信在2017年5月推出NB-IoT网路, 覆盖面达到全国的95%, 并于6月发布NB-IoT服务的资费结构. 部署于800MHz频段的NB-IoT网路提供室内和室外覆盖, 一个基地台可在2.5平方公里的范围内支持10万个装置.
Quectel蜂巢式物联网模组
针对两款Quectel NB-IoT模组——BG96和BC95的分析显示, 二者都采用了高度整合的SoC. BG96采用的是高通支持eMTC和NB-IoT的MDM9206 Modem芯片, 并与高通的WTR2965 RF收发器搭配使用.
BC95模组则基于英国物联网公司Neul的Modem芯片——华为(Huawei)在2014年9月以2,500万美元收购Neul之后, 如今Neul已经是华为芯片部门海思(HiSilicon)旗下的一部份了. 这款称为Boudica 120的NB-IoT SoC整合了Modem, RF收发器, PMIC和存储器, 并支持3GPP Release 13版本.
此外, TechInsights并根据对于各种蓝牙与蜂巢式物联网SoC的拆解分析, 发展出物联网SoC蓝图(如图7).
编译: Susan Hong