小身材有大能量，Dialog半导体超小蓝牙低功耗SoC欲撬动10亿IoT设备市场

作者:单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2019-11-10

在物联网（IoT）市场上，Dialog半导体公司凭借广泛的蓝牙低功耗SoC和模块产品组合，锁定了一系列细分市场，包括连网消费设备、智慧医疗设备、智能家居和智能家电等。迄今为止，Dialog累计出货了3亿颗蓝牙低功耗SoC，而且年平均增长率达到50%。

随着设备对无线连接的需求不断增长，实现完整的IoT系统将面临着较大的成本压力。综合来看，IoT市场整体呈金字塔结构，位于金字塔底端的设备量较大，但成本相对较低。越往上走设备越高端，使用量逐渐减少，但成本随之升高。

最近，Dialog半导体推出了一款在业界堪称尺寸最小、功率效率最高的蓝牙5.1 SoC DA14531及其模块。很显然，这款产品是专为拥有海量市场的IoT金字塔塔基而准备的。全新的DA14531芯片又名SmartBond TINY，价格只有0.5美元，它的问世，把为任何系统添加蓝牙低功耗连接功能的成本降至新低。Dialog半导体公司低功耗连接事业部总监Mark de Clercq先生在产品发布会上表示，0.5美元的低价格不仅仅包含蓝牙芯片本身，还包括一些外部无源器件和晶振。

图1  Dialog半导体公司低功耗连接事业部总监Mark de Clercq展示DA14531产品及开发板

低成本 ≠ 低性能

SmartBond TINY的尺寸仅为其前代产品的一半，封装尺寸仅为2.0 x 1.7 mm。此外，该SoC具备高集成度，仅需6颗外部无源器件、1个时钟源、1个电源即可实现完整的蓝牙低功耗系统。对于开发人员来说，这意味着SmartBond TINY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标签等。它还可以用于相机、打印机和无线路由器等需要配网的产品和应用中。在消费市场，诸如用遥控器替代红外线，以及玩具、键盘、智能信用卡和银行卡等应用，也将从SmartBond TINY的更小系统尺寸和功耗上获益。

尽管成本和尺寸均明显下降，但SmartBond TINY在性能上没有做任何的妥协。在图2所示的SmartBond TINY电路框图中可以看到，它包含了独立的单片机所需要的所有组件。SmartBond TINY基于强大的32位ARM Cortex M0+，具有集成的内存及一套完整的模拟和数字外设，支持最新的蓝牙5.1标准的核心规范，并在最新的IoT连接EEMBC基准IoTMark-BLE上获得了破纪录的18300高分。其架构和资源允许它作为独立的无线微控制器使用，或者为已经有微控制器的现有设计添加RF数据传输通道。

图2  DA14531电路框图

Dialog半导体又是如何做到0.5美元这样的低成本呢？Mark de Clercq先生表示：“在设计这款产品时，首先我们从物料上入手，将芯片的面积降到1.7×2.0mm，节省了很多晶圆物料成本。其次，在芯片的外部元件上，我们将其减少到只剩下6颗无源器件，包括2个电感器、3个电容器和1个外部晶振，实现了单个外部晶振的运行，而且不会有任何的功率损耗。”

SmartBond TINY集成的DC-DC转换器，不仅支持升/降压模式，还支持旁路模式。在旁路模式下，又可为用户节省一颗DC-DC电感器。Mark de Clercq先生还特别指出，Dialog半导体公司是业界唯一将升压转换器集成到蓝牙低功耗芯片中的企业。SmartBond TINY的无线电可编程输出功率为-19.5~2.5dBm，灵敏度达到-94dBm。它所具有的智能唤醒功能，即便是所有的GPIO都处于休眠状态，一旦有外部触发即刻便将它们唤醒。

在功耗方面，SmartBond TINY及其模块功耗仅为其前代产品（DA14580和基于DA14580的模块）和市场上所有其他产品的一半。在室温25℃时，SmartBond TINY可以保持240nA的休眠电流；在5℃低温进行冷存时，休眠电流为150nA。这一创纪录新低的功耗可确保产品更长的运行时间和货架寿命。

助推下一波10亿IoT设备市场

SmartBond TINY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，并确保性能质量无人能及。因此，该产品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。

Mark de Clercq先生为SmartBond TINY列出了一个长清单的目标应用市场。例如，连网消费设备中的信标、智能标签、遥控器、接近标签、连网手表、触屏手写笔、鼠标、玩具、低功耗传感器、以及为现有应用添加“BLE数据传输通道”；连网医疗设备中的连网注射器、吸入器、血糖监测仪、智能温度贴、血压计、温度计等；汽车应用中的胎压监测系统、低功耗无线传感器等。

在很多的系统和设备中，比如打印机、咖啡机、机顶盒、插线板，现在消费者都希望它们能够变得越来越智能，然而这些设备的用户界面并不是非常成熟或者多样化，通常只有几个简单的按钮。如果将蓝牙低功耗连接功能以非常低的成本添加到这些设备或系统中，这些设备上的用户界面就能够转移到我们的手机上去，用手机对这些设备进行设置将非常方便。

SmartBond TINY在智慧医疗方面的用例更容易被接受。比如吸入器设备植入蓝牙低功耗的连接功能后，医生在办公室就能获得更加准确的实时数据，减少了很多人为的不确定性，让病人得到良好的治疗。

软件和开发工具已经就绪

为了让设计人员尽快启动他们的开发工作，Dialog半导体还为这款芯片提供了两套开发套件。
第一套是Pro专业版开发套件，包含母板和子板，支持mikroBUS总线和Arduino Shield扩充板接口。第二套是USB开发套件，为Pro的简易版，简单易用。

此外，SmartBond还有生产线工具，生产和测试有16台设备可并行编程和测试，每台设备测试耗时不到1秒。Mark de Clercq先生说：“我们不仅从芯片本身，而是从整个开发的全过程去帮助客户实现大批量、轻松的量产。”

SmartBond TINY是全球尺寸最小、功耗最低的蓝牙5.1 SoC，它把为任何系统添加蓝牙低功耗连接功能的成本降低至0.5美元，这些优势的完美组合，将移动连接功能带到以往所不能及的地方，必将触发新一波10亿IoT设备的诞生。