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【IC设计】Dialog的新目标:一颗芯片撬动十亿蓝牙设备市场

来源:DX       

作为无线传输的必要技术和IoT产业链条的重要一环,蓝牙芯片可为各设备间的互联互通提供创新的应用支持。

市调机构ABI Research最新数据显示,2018年,全球蓝牙设备出货量约37亿台左右,而到了2023年,这一数据将增长到54亿台。

其中,低功耗蓝牙单模设备年出货量将增长三倍,达到16亿台的出货量。也就是说,未来4年,低功耗蓝牙单模设备将会有超过10亿台的增长空间。

面对这样的市场,高度集成电源管理、充电、AC/DC电源转换、Wi-Fi和蓝牙低功耗技术供应商Dialog半导体公司自然不会错过。

11月4日,Dialog在北京召开发布会,宣布推出全球尺寸最小、功率效率最高的最新蓝牙5.1 SoC DA14531及其模块,将蓝牙产品的开发极度简化,意在推动蓝牙低功耗(BLE)连接技术实现更广泛的应用。

图片来源:Dialog半导体

小尺寸有大能量

据悉,DA14531芯片又名SmartBond TINY™,现已开始量产。随着该新产品的推出,Dialog具备了行业内最广泛的蓝牙SoC产品组合,将进一步拓展公司在蓝牙设备市场的领导地位。

根据Dialog半导体公司低功耗连接事业部总监Mark De Clercq介绍,DA14531的最小封装尺寸为1.7mm×2.0mm(3.4mm²),仅为现有方案尺寸的一半,而为了缩小尺寸,DA14531采用了更少的外部元器件,仅需6颗外部无源器件,真正实现了单个外部晶振运行,且不会有功率损耗。

图片来源:Dialog半导体

此外,DA14531基于强大的32位ARM®Cortex M0+™,支持蓝牙5.1核心规范协议栈,集成了DC/DC转换器,具有集成的内存及一套完整的模拟和数字外设,还支持旁路模式等。它的可编程输出电源是-19.5到-2.5dbM,灵敏度是-94dBm,它也支持智能唤醒,即便所有的GPIO处于休眠也可以唤醒,它还集成了温度传感器。

根据业界权威的“嵌入式微处理器基准评测协会”(EEMBC)针对基于低功耗蓝牙的联网IoT设备的最新基准工具IoTMark-BLE(代表真实应用中的蓝牙低功耗传感器模型)的测试结果显示,DA14531在功率效率上获得了破纪录的18300高分,比同类竞品高35%。

图片来源:Dialog半导体

在功耗控制方面,DA14531在5℃-25℃的环境温度下,休眠电流仅有150-240nA,比主要竞争对手低20%,使得设备在休眠状态下,可支持数年的寿命;如果是在带唤醒触发事件的睡眠状态下,电流仅700nA;如果是在所有48KB内存均处于活跃状态下的睡眠模式,电流也只有1.6μA。

在系统活跃时,3.0V DCDC开启状态下,用于发射(Tx)的电流消耗为3.5mA,用于接收(Rx)的电流消耗为2.2mA;1.1V DCDC开启状态下:用于发射(Tx)的电流消耗为8.0mA,接收(Rx)的电流消耗为5.0mA。

撬动十亿设备市场

面对庞大的蓝牙设备市场,Mark De Clercq指出,目前蓝牙芯片应用市场类似于金字塔结构,最顶端是定制化产品,接下来是标准化可充电产品以及标准化可替换产品,而最底端是标准化一次性产品。

而DA14531就是瞄准了最底端的标准化一次性产品。

图片来源:Dialog半导体

Mark De Clercq表示,目前蓝牙芯片使用量最大的是底层的标准化的一次性联网设备,未来几年的增长空间将超过10亿台。相对于其他连接技术来说,低功耗蓝牙在标准化的一次性设备上有着巨大的优势。

随着设备对无线连接的需求不断增长,实现完整IoT系统也面临着成本方面的压力。Dialog DA14531解决了IoT设备尺寸和成本上升的挑战,它以更小的芯片尺寸和占板尺寸,降低了实现完整系统的成本,并确保性能质量无竞争对手能及。

图片来源:Dialog半导体

鉴于此,DA14531能将无线连接功能带到以往由于尺寸、功耗或成本原因而不能及的应用,尤其是不断增长的智慧医疗领域,例如吸入器、配药机、体重秤、温度计、血糖仪等应用产品。

不过,要驱动这个市场不容易,这类设备普遍面临的问题是,如何在保证性能的前提下,将成本做到更低。Mark De Clercq认为,鉴如果低功耗蓝牙芯片价格做到0.5美元以内,那么将能够很好的满足这一市场的需求。

而此次Dialog推出的低功耗蓝牙SoC DA14531已经实现了这样的成本控制。

图片来源:Dialog半导体

根据Mark De Clercq介绍,DA14531内部集成了降压/升压DCDC,使得外围器件可以节省了0.2美元,采用旁路模式,电感器成本也可以降低0.03美元;另外,DA14531还实现了单个32MHz外部晶振运行,无需32KHz的晶振,且不会造成功率损耗,在这一块,成本又可降低0.07美元(1百万片用量的情况下)。

Mark De Clercq表示,DA14531目前在每年1000万片的用量的情况下,成本可以低至0.5美元,而这样的成本价格也将DA14531应用范围直接锁定在了一次性标准化蓝牙设备上,也为Dialog直接参与下一波10亿设备的连接提供了支撑。

图片来源:Dialog半导体

此外,对于开发人员来说,除了智慧医疗之外,由于尺寸大幅缩小,成本大幅降低,这意味着DA14531可以轻松地装进任何产品设计,如电子手写笔、货架标签、信标、用于物品追踪的有源RFID标签、甚至相机、打印机、无线路由玩具、键盘、银行卡等等。