根據GSMA公布的數據,2020年全球IoT市場規模已經達到了4000億美元,設備數達到130億臺,而到了2025年,這兩個數據均會再度翻倍,蜂窩和LPWA的連接數也會迎來倍增。這種趨勢在中國市場尤為明顯,中國正在加快推動IPv6、NB-IoT、5G等網絡建設,消費物聯網和產業物聯網逐步開始規模化應用,5G、車聯網等領域發展取得突破。
除此之外,藍牙和Wi-Fi等傳統通信方式也隨著新標準的推出而煥發新的生機,比如藍牙5.2中引入的LE智能功率控制,降低整體功耗的同時提升了穩定性,也更利于與其他2.4GHz協議共存。而Wi-Fi則是通過Wi-Fi 6E引入新的6GHz頻段,為密集的IoT通信網絡提供了額外帶寬。
為了更深刻了解龐大的IoT市場對于通信技術的新要求及發展趨勢,把握市場脈絡,及時抓住行業動態,電子發燒友于2021年11月30日成功舉辦了「2021第八屆中國IoT大會-IoT通信分論壇」,邀請到了來自橙群微電子、精測儀器、Qorvo以及芯訊通的行業專家和企業代表。他們以行業內專業人士視角,分享了對物聯網通信行業的思考及未來的發展趨勢。
省掉軟件工程師的藍牙SoC芯片
在諸多物聯網應用中,資產管理是目前最常見一種,且Wi-Fi、藍牙、NFC和UWB等無線連接技術均將其作為主要市場。由于低成本和低功耗的特性,藍牙自然也就在該應用上占據了較大的優勢。
橙群微電子的NanoBeacon IN100作為首個基于藍牙信標技術的免軟件編程的藍牙SoC芯片,具備超低的成本、超低的功耗、超寬的工作電壓和高安全性等特點。NanoBeacon通過藍牙網關或智能手機自動記錄數據/ID,而不需要人工干預。
IN100參數指標 / 橙群微電子
據橙群微電子總經理吳群介紹,該芯片最大的特點就是沒有CPU,無需編程,這也是為了解決目前物聯網市場需求大但工程師缺乏的問題。只需簡單的配置,NanoBeacon就可以完成藍牙協議棧的全部功能,與智能手機和藍牙基站通信。
去掉CPU的決策為該芯片帶來了很多的好處,首先,它能做到足夠低的成本,是一些一次性產品的理想解決方案。再者由于該芯片沒有CPU,也不需要軟件固件,這也就造成了開發成本大大降低,單靠硬件開發工程師和PM主導,就能開發出各種藍牙應用。
此外,IN100具備1.1V至3.6V的超寬工作范圍,僅靠單個1.5V紐扣電池的驅動就能正常運作,低功耗的優勢更是可以助其運行數年。
IN100無線傳感器應用案例展示 / 橙群微電子
除了作為藍牙標簽用于資產管理外,IN100還可以用于智能無線傳感器中,以低功率、低成本的方式將關鍵數據傳輸出去。與橙群微推出的SwitftRadio基站藍牙芯片相配合之下,甚至可以做到數百米的傳輸距離,芯片上靈活的傳感器外圍接口也足以支撐網絡中各種無線傳感器節點,提供高效而經濟的解決方案。
覆蓋發射到接收的物聯網測試解決方案
一個完整的物聯網射頻系統包括接收機和發射機,通信可能是單向通信,也有可能是雙向通信,單個系統內可能會存在一個或多個接收機和發射機。在物聯網測試過程中,發射端和接收端的射頻測試也不可懈怠。
在發射端測試中需要通過頻譜信號分析來分析一些所需參數指標,其中一個重要指標為信道功率。以NB-IoT為例,我們需要測量最大發射功率和最小發射功率。在不同的等級下,最高可以達到23dBm,最小發射功率可以達到-40dBm。在這種數據信號測量中,使用最大值保持加Marker點的傳統方式可能會得出不準確的結果。要想測量出準確的信道功率,必須用到Channel Power信道功率的功能,這也是Keysight N9000B信號分析儀標配的功能之一。選擇好合適的信號后,儀器會自動計算出所選信號的信道功率。
N9000B測量占用帶寬 / Keysight
其次是信號的占用帶寬OBW,即99%積分平均功率所對應的帶寬。如果信號帶寬不夠或者過大的話,在接收端收到的信號也會出現問題。N9000B在抓取到頻譜信號后,也會直接給出占用帶寬的數值。
針對接收端的信號測試,Keysight的N5166B CXG則完全可以勝任IoT目前的通信標準。這臺儀器采用了與X系列中高端產品一致的軟硬件設計體系,為通用市場和IoT市場做了優化,性價比更高。對于較為固定的信號,該機器支持Signal Studio波形文件的離線播放,縮短研發測試的周期。
除了射頻測試以外,IoT應用還面臨著其他的測試難題。比如在智能設備整機和芯片低功耗測量中,傳統的示波器和萬用表在高速、連續、高動態變化的工作電流上遇到了挑戰。比如IoT產品中,動態范圍從nA級的休眠電流到安培級的發射電流。其次,為了照顧到各種工作情景,測量時間從幾十毫秒到數天都有可能。
Keysight的N6705C直流電源綜合測試儀和分析儀提供了高度集成的一體化測試方案,支持長達1000個小時的數據采集,在N6781A/N6785A SMU模塊的支持下,可以連續捕獲8nA~8A快速變化的耗電電流波形。
除此之外,藍牙和Wi-Fi等傳統通信方式也隨著新標準的推出而煥發新的生機,比如藍牙5.2中引入的LE智能功率控制,降低整體功耗的同時提升了穩定性,也更利于與其他2.4GHz協議共存。而Wi-Fi則是通過Wi-Fi 6E引入新的6GHz頻段,為密集的IoT通信網絡提供了額外帶寬。
為了更深刻了解龐大的IoT市場對于通信技術的新要求及發展趨勢,把握市場脈絡,及時抓住行業動態,電子發燒友于2021年11月30日成功舉辦了「2021第八屆中國IoT大會-IoT通信分論壇」,邀請到了來自橙群微電子、精測儀器、Qorvo以及芯訊通的行業專家和企業代表。他們以行業內專業人士視角,分享了對物聯網通信行業的思考及未來的發展趨勢。
省掉軟件工程師的藍牙SoC芯片
在諸多物聯網應用中,資產管理是目前最常見一種,且Wi-Fi、藍牙、NFC和UWB等無線連接技術均將其作為主要市場。由于低成本和低功耗的特性,藍牙自然也就在該應用上占據了較大的優勢。
橙群微電子的NanoBeacon IN100作為首個基于藍牙信標技術的免軟件編程的藍牙SoC芯片,具備超低的成本、超低的功耗、超寬的工作電壓和高安全性等特點。NanoBeacon通過藍牙網關或智能手機自動記錄數據/ID,而不需要人工干預。
IN100參數指標 / 橙群微電子
據橙群微電子總經理吳群介紹,該芯片最大的特點就是沒有CPU,無需編程,這也是為了解決目前物聯網市場需求大但工程師缺乏的問題。只需簡單的配置,NanoBeacon就可以完成藍牙協議棧的全部功能,與智能手機和藍牙基站通信。
去掉CPU的決策為該芯片帶來了很多的好處,首先,它能做到足夠低的成本,是一些一次性產品的理想解決方案。再者由于該芯片沒有CPU,也不需要軟件固件,這也就造成了開發成本大大降低,單靠硬件開發工程師和PM主導,就能開發出各種藍牙應用。
此外,IN100具備1.1V至3.6V的超寬工作范圍,僅靠單個1.5V紐扣電池的驅動就能正常運作,低功耗的優勢更是可以助其運行數年。
IN100無線傳感器應用案例展示 / 橙群微電子
除了作為藍牙標簽用于資產管理外,IN100還可以用于智能無線傳感器中,以低功率、低成本的方式將關鍵數據傳輸出去。與橙群微推出的SwitftRadio基站藍牙芯片相配合之下,甚至可以做到數百米的傳輸距離,芯片上靈活的傳感器外圍接口也足以支撐網絡中各種無線傳感器節點,提供高效而經濟的解決方案。
覆蓋發射到接收的物聯網測試解決方案
一個完整的物聯網射頻系統包括接收機和發射機,通信可能是單向通信,也有可能是雙向通信,單個系統內可能會存在一個或多個接收機和發射機。在物聯網測試過程中,發射端和接收端的射頻測試也不可懈怠。
在發射端測試中需要通過頻譜信號分析來分析一些所需參數指標,其中一個重要指標為信道功率。以NB-IoT為例,我們需要測量最大發射功率和最小發射功率。在不同的等級下,最高可以達到23dBm,最小發射功率可以達到-40dBm。在這種數據信號測量中,使用最大值保持加Marker點的傳統方式可能會得出不準確的結果。要想測量出準確的信道功率,必須用到Channel Power信道功率的功能,這也是Keysight N9000B信號分析儀標配的功能之一。選擇好合適的信號后,儀器會自動計算出所選信號的信道功率。
N9000B測量占用帶寬 / Keysight
其次是信號的占用帶寬OBW,即99%積分平均功率所對應的帶寬。如果信號帶寬不夠或者過大的話,在接收端收到的信號也會出現問題。N9000B在抓取到頻譜信號后,也會直接給出占用帶寬的數值。
針對接收端的信號測試,Keysight的N5166B CXG則完全可以勝任IoT目前的通信標準。這臺儀器采用了與X系列中高端產品一致的軟硬件設計體系,為通用市場和IoT市場做了優化,性價比更高。對于較為固定的信號,該機器支持Signal Studio波形文件的離線播放,縮短研發測試的周期。
除了射頻測試以外,IoT應用還面臨著其他的測試難題。比如在智能設備整機和芯片低功耗測量中,傳統的示波器和萬用表在高速、連續、高動態變化的工作電流上遇到了挑戰。比如IoT產品中,動態范圍從nA級的休眠電流到安培級的發射電流。其次,為了照顧到各種工作情景,測量時間從幾十毫秒到數天都有可能。
Keysight的N6705C直流電源綜合測試儀和分析儀提供了高度集成的一體化測試方案,支持長達1000個小時的數據采集,在N6781A/N6785A SMU模塊的支持下,可以連續捕獲8nA~8A快速變化的耗電電流波形。
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