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      • 大中華區物聯網英雄特輯 (十一):雲創通訊領航IoT智慧零售與物流

        Siliconlabs | 05/149/2017 | 07:39 AM

        近年,物聯網(IoT)風潮開始吹向專業化的應用領域,包括工業自動化、智慧零售、智慧物流和智慧交通等都是備受期待的IoT新藍海市場。然而,這些專業應用所需的解決方案皆有一個共通性,就是需要非常穩定且安全的網路架構,並且還要符合多節點、低功耗運行的基本要求。

         

        面對上述綜合性的技術挑戰,物聯網低功耗通訊技術領先廠商雲創通訊(M2COMM)開發獨特的Platanus通訊協定,並運用Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)具有出色的RF靈敏度和線性度,以及超低功耗特性的EZRadio PRO系列Sub-GHz無線收發器,為智慧零售和智慧物流系統提供可靠的網路底層解決方案與長達5~10年的電池使用壽命,加速商用落地。

         

        我們特別採訪了雲創通訊執行長魏駿愷博士,請他分享其在專業IoT應用領域的觀察,以及整體技術發展動態,幫助我們挖掘另一面的IoT商機。歡迎觀看完整的整理文章。

         

        請告訴我們您在物聯網市場、產品設計方面的經歷及獨特想法

        魏駿愷:物聯網是一個高度垂直整合、軟硬體相互搭配的應用概念,涉及層面相當廣泛,也因此,即便自2008年就有人開始討論物聯網,但是發展至今整個市場仍然處於萌芽、摸索的起步階段。相較於穿戴式裝置等偏向消費性電子市場、採B2C商業模式的IoT應用,我們認為物流業、零售業或工廠,並基於B2B模式的專業型IoT市場商業價值容易被看見,非常可能快一步起飛。

         

        目前IoT最關鍵的問題在於網路底層架構的穩定性和可靠度,這對於一些特定領域的系統商和服務商而言尤其重要。所以雲創通訊在投入物聯網行業之初就瞄準商機可期的智慧零售和智慧物流市場,並專注解決網路通訊協定的各種挑戰,傾力開發集高可靠度、低功耗、大量節點支援特性的自有協定。

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        圖1  雲創通訊執行長魏駿愷博士

         

        請告訴我們雲創通訊的文化及特點,以及在物聯網市場上獨到的策略

        魏駿愷:雲創通訊成立於2012年,專注發展獨特、低功耗且多功能面向的WLANLPWAN無線通訊協定與相關產品,目前我們在台灣及法國均設有辦公室為客戶提供產品和技術支援。我們的目標就是以厚實的技術根基開啟物聯網應用的康莊大道,帶領合作夥伴們共同進入嶄新的物聯網世代。

         

        由於物聯網是一個高度垂直整合、軟硬體相互搭配的應用概念,雲創通訊公司文化同樣是相互支援、合作無間;對內軟硬體的開發工作者必須亦步亦趨,負責軟體和硬體的工程師必須密切合作;對外則是希望透過產業鏈垂直面的合作,從底層的網路通訊協定開始,搭建起包含無線通訊模組、終端解決方案和雲端服務的大物聯網生態系統。

         

        目前雲創通訊已經將自主開發的蜂巢式低功耗通訊協定(Platanus)落實於電子貨架標籤(ESL, Electronic Shelf Label)系統上,並針對Sigfox標準開發出高整合度的無線通訊晶片 -Uplynx,幫助設備製造商大幅縮短了設計時程,進一步在專業的智慧零售市場取得前所未有的成功。

         

        請告訴我們雲創通訊的IoT產品特色、優勢,以及對IoT應用帶來的好處

        魏駿愷:雲創通訊主攻中距離物聯網(IoTLAN)以及低功耗廣域網路(LPWAN)無線連接技術,既可以工作在Sub-GHz免授權頻段,也可以工作在授權頻段,非常適合用於連接智慧設備到互聯網上,通信距離從幾米到10公里,而且具有電信網路等級的穩定性;功耗也僅有藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)方案的三分之一至四分之一耗電量,可說是專為物聯網而設計。

         

        近期,雲創通訊針對Sigfox標準所開發的無線通訊晶片 Uplynx也已經在歐洲、美洲、中東以及亞洲通過Sigfox認證,不僅成就LPWAN通訊晶片全域通行的重要里程碑,更宣告物聯網單一設計全球通用的時代正式來臨。

         

        Uplynx是針對Sigfox與其生態鏈合作夥伴及製造商所設計的一顆高度整合無線通訊晶片,不僅要低成本,更要滿足小尺寸且低功耗的需求。這些需求因此反映在認證參考設計上,Uplynx捨棄TCXO改以石英晶體振盪器,無需額外功率放大器而輸出功率即可達到22dBM。不僅如此,在只有7×7 mm的晶片中內建性能強大的32-bit 微控制器(MCU)、128KB快閃記憶體(Flash)和24KB的靜態存取記憶體(RAM),為開發者提供充裕的運算能力及應用彈性。此外,系統製造商採用通過認證的Uplynx,只需要設計一塊PCB板就可以生產供應不同區域所需的產品,不僅大幅縮短設計時程更減少產品管理上的麻煩。

         

        基於上述在低功耗無線通訊技術上的耕耘和產品佈局,雲創通訊也採用Silicon Labs的EZRadio PRO系列Sub-GHz無線收發器,開發全球尺寸最精巧、功耗表現優異的無線電子貨架標籤系統(ELSA)。該產品不僅可以滿足50年以上的電池使用壽命,亦可符合大量節點組網的要求,同時因為其精巧的體積有助於使用者的簡便安裝及維護,相信能廣泛應用到零售流通業。

         

        雲創通訊以自行開發的蜂巢式通訊協定Platanus,在2014年建構了ELSA無線電子貨架標籤系統,在資料傳輸及超低功耗表現上擁有相當優異的效能,而全新的ELSA則是在軟硬體整合、系統穩定性以及多店管理等都有亮眼成果,讓一般的零售商店也能夠擁有零售4.0時代的便利及效率。

         

        在新推出的ELSA系列產品中,高度整合的ELSA接收器 (iAP) 是全世界最小的電子標籤基地台,體積只有 100 x 68 x 25mm。無須透過店內的電腦或其他伺服器,透過零售店的內網及搭配ELSA路由器(iRT) 即可有效管理近3萬平方公尺相當於六個足球場區域內的所有資料傳輸。外觀精巧的iAP側邊有設置SD卡的插槽方便零售業主備份資料,背面還貼有軟性磁鐵方便業者快速並輕鬆地安裝。

         

        此外,iAPiRT都可以在全Wi-Fi環境運作,並且有備用電池維持資料傳輸穩定不受斷電影響。然而智慧型電子標籤不該只是按需求顯示價格或者是更新標籤,ELSA還有雲端應用讓業者更輕鬆管理及監控安裝在各處的電子標籤,讓零售經營更加即時又有效率。

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        ELSA是目前全球尺寸最精巧的無線電子貨架標籤系統,擁有高度的系統整合、運作穩定性以及雲端應用提供更便利的多店管理

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        3  雲創通訊發表全新圓弧邊框的電子貨架標籤期望吸引更多時尚零售產業導入

         

        您使用Silicon Labs哪些解決方案?為產品帶來哪些具體功能優勢?

        魏駿愷:我們使用Silicon Labs EZRadioPRO系列Si4460Si4464無線收發器,其覆蓋了119–1,050MHzSub-GHz 頻段,且包括線性度、靈敏度等各項RF性能指標的表現皆相當優異。

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        4   Silicon Labs Si446x系列Sub-GHz無線收發器系列產品兼具高性能和低功耗優勢

         

        EZRadioPRO內含各種應用的完整發射器、接收器和收發器產品線,具有高達-133dBm的出色靈敏度,同時實現極低的工作和待機電流消耗。其透過在晶片內部整合功率放大器(PA)展現出高達+20dBm的卓越輸出功率(活動模式 TX 電流消耗),此外其高整合的設計還包含喚醒計時器、低電量探測器,發射和接收資料 FIFO、加電重定電路和通用數位 I/O 等內置功能。

         

        EZRadioPRO ISM 波段發射器、接收器和收發器特點:

        • IEEE 802.15.4g
        • 無線M-Bus
        • 125 C° 高溫支持 (Si4468/7)
        • 頻率範圍:119–1,050MHz
        • 接收靈敏度:-124至-133dBm
        • 符合 (G)FSK、(G)MSK、2(G)FSK、4(G)FSK、OOK等調製方式
        • 高達 +20dBm的最大輸出功率
        • +27dBm或+30dBm的PA支持
        • 低功耗設計優勢:
          • 前導碼探測模式
          • 10/13mA RX
          • 18mA TX ,+10dBm (Si4460)
        • 超低電流斷電模式:30nA 關機,40 nA 待機
        • 資料速率 :1kbps到1Mbps
        • 電源:8 - 3.8 V
        • 出色的選擇性能:58 至 69 dB 相鄰頻道
        • 1 MHz 處,阻斷增益 > 73 dB
        • 針對 >8 MHz 的偏移,阻斷增益 > 84 dB
        • 天線分集和 T/R 開關控制
        • 高度可配置的分組處理常式
        • 低BOM成本
        • 內建低電量探測器、溫度感測器

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        圖5  EZRadioPRO Sub-GHz無線開發套件可加速系統設計與評估

         

        由於Silicon Labs 提供市面上最完整、強大、可靠且最容易使用的物聯網無線和射頻IC解決方案,通過使用Silicon Labs標準CMOS混合訊號設計以及軟體開發工具,工程師可省去許多開發流程並使用更少的外部元件,專心研究產品增值功能和加快上市時間。

         

        Silicon Labs新品介绍

        Silicon Labs推出全新的EFR32TM Wireless Gecko系列多協定、多頻段無線SoC系列產品,其中一款Flex Gecko (EFR32FG) 解決方案支援2.4GHz頻帶和Sub-GHz頻帶的靈活的專有無線協定,使得開發人員能設計出適應未來發展需求、適用於多場景的產品。

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        圖6 EFR32 Flex Gecko專有無線開發套件

         

        Flex Gecko無線SoC入門套件可與Connect SDK和無線電抽象介面層(RAIL) SDK一同使用,以簡化專有無線協定的開發。SDK中含有包括常用範圍測試在內的應用示例。實驗室評估功能、無線電喚醒、雙向資料表傳輸和接收也作為原始程式碼在應用示例中提供。連接堆疊是基於 IEEE 802.15.4 並面向眾多專有應用的無線網路堆疊,可輕鬆自訂,並支援Sub-GHz和 2.4GHz 頻段。

         

        欲了解更多有關Silicon Labs Flex Gecko無線SoC產品和開發套件資訊,請訪問:

        http://cn.silabs.com/products/wireless/proprietary/efr32-flex-gecko-2-4-ghz-sub-ghz  

         

        請說明您對物聯網後續發展的看法,以及雲創通訊未來的佈局方向

        魏駿愷:我們認為物聯網未來幾年的發展重心將聚焦於商業和工業應用,例如智慧物流、智慧零售,以及工業自動化;更多B2B的商業模式將在物聯網市場上成形。現在中國大陸在物流業的發展已經相當成熟,下一步將邁向智能化管理、無線電子貨架標籤追蹤的智慧物流應用,引爆另一波驚人的商機。

         

        在智慧零售方面,電子貨架標籤在零售4.0革命的過程中將扮演極關鍵的角色。不僅讓店家得依據庫存數量和競價狀態,即時動態更新產品價格,採用電子標籤更是顯著降低更新貨價的人為失誤;零售商店的員工更因此可以盡心提供服務,從而提高客戶滿意度。

         

        為造福更多零售通路業者,雲創通訊的ESL系統可以整合到目前市面上所有的POS系統。此外,使用一般的鈕扣型電池,雲創通訊的ESL使用年限可超過5年,是一個永續且對環境友善的解決方案。我們一直致力於為客戶推出最棒的物聯網解決方案,讓客戶及一般消費大眾都能享受更優質的零售環境與服務。

         

        下一階段,我們準備將自主開發的無線通訊協定、物聯網SoC和模組,以及無線電子貨架標籤系統進一步推展至工廠自動化控制的應用領域,開拓全新市場。

         

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      • 【设计学堂】运用电容触摸及PIR侦测手指输入- Part 1

        Siliconlabs | 05/145/2017 | 07:05 AM

        在本设计学堂的第一篇文章中,我们将探讨通过电容按钮检测用户输入,以及通过I2C与电容式感应控制器连接。该EFM32TM微控制器芯片为我们做了所有的工作,所以我们所需要的所有软件都是读取一些寄存器来计算触摸屏上手指触摸的位置。欢迎点击阅读原文Silicon Labs的中文论坛阅读完整的设计教学文章。

         

        除了触摸之外,我们还将添加一个被动红外(PIR)传感器,它将检测用户是否存在从EM4(深度睡眠)状态唤醒EFM32,点亮LED,并开始扫描电容感应按钮进行触摸输入。该示例应用程序可以用作构建触摸启用和运动激活的门铃的起点,该门铃然后可以加载声音文件,在显示器上显示图像,或者可以将请求发送到其他硬件。

         

        本章需要的材料

        • AdafruitPIR(运动)传感器

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        1  Adafruit PIR(运动)传感器

         

        电容感测概述

         

        电容式触摸屏的硬件设计如图2.1所示,当人体靠近时,通过观察导电材料上的电容变化来形成电容传感器。人体对电极增加电容,我们可以检测到电容的变化,这是一个触摸事件。

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        有几种方法来检测微控制器的电容变化。我们将在本章中做的一件事就是用一个时钟振荡器作为电路的一部分,并通过振荡器频率的变化测量电容的变化。请注意,我们使用的实际频率并不重要。频率的变化只是指示触摸或不触摸。

         

        EFM32模拟比较器(ACMP)将与硬件TIMER一起使用,以测量时钟频率随时间的变化。在emlib软件库和ACMP硬件中有一些有用的工具,可以为我们的电容感应设置时钟振荡器。我们必须使用硬件对脉冲进行计数,因为它们的运行频率范围为100kHz1.5MHz,这比使用简单的GPIO输入触发器和软件要快。我们必须设置ACMP来触发PRS事件,然后由硬件定时器计数。

         

        Silicon Labs应用笔记AN0028涵盖了电容式传感器概述。您应该阅读这些应用笔记以详细了解本主题。

         

        重要提示:最新版本的AN0828 - 电容式感应库概述和AN0829--电容式感应库配置指南使用了用于EFM32器件的电容式感测库(CSLIB),但本章未涉及。这些应用笔记提供了有关其他工具的信息,以帮助您描述电容感应应用。

         

        入门套件内置的触控滑块如“Wonder Gecko入门套件用户指南”5.3所示。

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        入门工具包上有四个电容垫,包括滑块。连接到EFM32引脚PC8PC8PC19PC11。我们仍然可以使用这些引脚进行其他操作,因为触摸板只是为每个信号增加电容。我们需要一个非常具体的定时电路来检测触摸,但这些不太可能影响这些引脚的其他数字使用。

         

        编程电容式触摸界面

         

        作为提醒,这个项目的所有完成的代码可以在Github找到。我们将使用ACMP产生使用电容作为电路一部分的时钟振荡器。然后,ACMP将产生中断,每个比较事件(时钟的上升)将通过PRS馈入定时器,以在一段时间内对这些脉冲进行计数,这将使我们能够随时间比较频率变化。以下功能在单个按钮上进行此操作,即Pad1PC8)上最左侧的滑块。

         

        voidsetup_capsense()

        {

              /*Use the default STK capacative sensing setup */

             ACMP_CapsenseInit_TypeDef capsenseInit = ACMP_CAPSENSE_INIT_DEFAULT;

         

             CMU_ClockEnable(cmuClock_HFPER, true);

             CMU_ClockEnable(cmuClock_ACMP1, true);

         

              /*Set up ACMP1 in capsense mode */

             ACMP_CapsenseInit(ACMP1, &capsenseInit);

         

              //This is all that is needed to setup PC8, or the left-most slider

              //i.e. no GPIO routes or GPIO clocks need to be configured

             ACMP_CapsenseChannelSet(ACMP1, acmpChannel0);

         

              //Enable the ACMP1 interrupt

             ACMP_IntEnable(ACMP1, ACMP_IEN_EDGE);

             ACMP1->CTRL = ACMP1->CTRL | ACMP_CTRL_IRISE_ENABLED;

         

              //Wait until ACMP warms up

              while(!(ACMP1->STATUS & ACMP_STATUS_ACMPACT)) ;

         

             CMU_ClockEnable(cmuClock_PRS, true);

             CMU_ClockEnable(cmuClock_TIMER1, true);

         

              //Use TIMER1 to count ACMP events (rising edges)

              //It will be clocked by the capture/compare feature

              TIMER_Init_TypeDef timer_settings = TIMER_INIT_DEFAULT;

             timer_settings.clkSel = timerClkSelCC1;

             timer_settings.prescale = timerPrescale1024;

             TIMER_Init(TIMER1, &timer_settings);

             TIMER1->TOP  = 0xFFFF;

         

              //Set up TIMER1's capture/compare feature, to act as the source clock

              TIMER_InitCC_TypeDef timer_cc_settings = TIMER_INITCC_DEFAULT;

             timer_cc_settings.mode = timerCCModeCapture;

             timer_cc_settings.prsInput = true;

             timer_cc_settings.prsSel = timerPRSSELCh0;

             timer_cc_settings.eventCtrl = timerEventRising;

             timer_cc_settings.edge = timerEdgeBoth;

             TIMER_InitCC(TIMER1, 1, &timer_cc_settings);

         

             // Set up PRS so that TIMER1 CC1 can observe the event produced by ACMP1

             PRS_SourceSignalSet(0, PRS_CH_CTRL_SOURCESEL_ACMP1,PRS_CH_CTRL_SIGSEL_ACMP1OUT, prsEdgePos);

         

        }

         

        setup_capsense()函数可以总结如下:

        ·       为所有外设HFPERACMP1TIMER1PRS启用时钟

        ·       配置用于电容感测的ACMP,即创建时钟振荡器

        ·       等待ACMP预热

        ·       启用ACMP中断,使得可以通过PRS发送上升事件

        ·       将采集功能配置为定时器,后者又作用于与ACMP中断相关的PRS通道的事件

         

        代码中的注释提到ACMP和其他模拟外设没有路由寄存器和GPIO启用功能。物理引脚直接连接到模拟外设,所以您需要做的是启用和配置这些引脚的模拟外设,使其启用和激活。您甚至不需要打开GPIO外设的时钟。数据表表明,这些类型的模拟引脚被指定为位置零,即使这些接口没有替代设置或LOCATION位域。在这些情况下,引脚排列显示在对应于LOCATION0的列中。

         

        一旦在main()函数中调用此函数,并调用setup_utilities()来为expiration_ms()函数设置SysTick中断,则可以构造一个while循环来获取当前计数:

         

        #define ACMP_PERIOD_MS  100

         

              //Setup the systick for 1ms interrupts

             setup_utilities();

         

             setup_capsense();

         

              while(1)

              {

                   // Clear the count

                   count = 0;

                   TIMER1->CMD = TIMER_CMD_START;

         

                   // Start a timer based on systick

                   int32_t timer = set_timeout_ms(ACMP_PERIOD_MS);

         

                   while (!expired_ms(timer))

                   {

                         EMU_EnterEM1();

                   }

         

                   // Now observe the count and reset

                   TIMER1->CMD = TIMER_CMD_STOP;

                   count = TIMER1->CNT;

                   TIMER1->CNT = 0;

         

             }

         

        如果在计数被赋值后在while循环中的最后一个语句中设置断点则可以在触摸时观察计数的值并且在一个循环中运行Simplicity Studio IDE一个循环。您的计数观察值可能会有所不同具体取决于湿度和其他因素。只要您看到触摸和无触摸循环之间的计数有明显的差异。

         

        这里的大部分工作是由ACMPPRSTIMER硬件(以及SysTick在一定程度上完成的)。主循环正在进行的唯一的事情是启动硬件定时器,等待100ms,停止并读取定时器,然后重置定时器计数,并在循环开始之前重新开始。请注意,ACMP正在运行一段时间,我们只睡眠足够长的时间等待计数积累。

         

        应用笔记AN0028低能量传感器接口 - 电容传感器可以在所有四个触摸板上循环执行,而无需任何循环软件。将LESENSE外围设备视为主要软件,将循环内置到可编程硬件外设中。而且由于LESENSE拥有自己的时钟和计数器,所以根本不需要TIMER。在AN0028给出的软件示例中,软件中唯一要做的就是启用并配置ACMP用于电容感测,因为一旦配置完成,LESENSE从此处接管。该示例使用所有四个触摸板根据您的手指位置向左或向右在LCD屏幕上滑动消息。使用LESENSE超出了本章的范围。

         

        如果要查看ACMP生成的实际时钟振荡器,并观察手指产生的频率变化,请将以下行添加到setup_capsense()函数中:

         

              //Configure ACMP1 output to a pin D7 at location 2

             CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO, true);

             GPIO_PinModeSet(gpioPortD, 7, gpioModePushPull, 0);

             ACMP_GPIOSetup(ACMP1, 2, true, false);

         

        然后,您可以直接在示波器上查看内部ACMP时钟振荡器,并观察触摸和无触摸事件之间的频率差异。

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        在下一节中,我们将使用Python中的简单的绘图脚本来设置我们的计算机,以便我们可以使用它来观察随时间的电容式感应计数,并表征按钮的性能。

         

        有关Silicon Labs的节能型EFM32系列微控制器产品的更多信息,请访问:
        http://cn.silabs.com/products/mcu/32-bit

         

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      • 释放蓝牙5的所有魅力

        Siliconlabs | 05/145/2017 | 07:00 AM

        蓝牙5Bluetooth5)是无线连接标准蓝牙v4.2的进阶版本。相较于前版,其具有4倍的范围,2倍的速度,和8倍的传输范围。开发人员可以访问BluetoothSIG网站,并下载最新的蓝牙核心规范。在蓝牙5发布之后,有了更强的带宽,令人惊艳的传输速度,为蓝牙产品开发人员注入一季强心针。

         

        为了帮助设计人员掌握蓝牙5的全新功能及开发技巧,Silicon Labs(亦称芯科科技)日前举办了一场主题为:充分发挥蓝牙5性能的网络研讨会,深入浅出地讨论了蓝牙5的概述及其特点从此规格受益最多的用例利用蓝牙5功能的工具和技术。我们也将本次研讨会的内容整理成一篇摘要文章,欢迎观看。

         

        蓝牙5带来新用例和应用

         

        蓝牙5在保持前一代标准的低功耗的运行模式下,进一步提供更快的数据传输,因此能促进更多的应用成形,增加的信息容量更可以使蓝牙能够传输更丰富、更智能的数据。值得注意的是,蓝牙5达到四倍的距离范围还能让设备连接性能更强大且可靠,解决以往蓝牙距离受限的问题。

         

        蓝牙5亮点功能说明:

        • 2x速度

          • 2M      PHY将带宽提高到1.4Mbps

          • 降低15-50%的功耗

        • 4x范围

          • 125      / 500kbps带编码的PHY层可提高灵敏度/范围

          • 新的信道选择算法有助于20dBm发射功率在全球范围使用

        • 8x广播能力

          • 广播有效载荷从31字节增加到254字节

          • 37个新广播信道有助于分担3个主要信道的负载

          • 新的广播机制支持更高级的Beacon以及应用

         

        蓝牙5新功能:2M PHY

         

        在蓝牙4版本中仅使用单个1MPHY,新的蓝牙5增加了一个可选的2M PHY,藉此达到更快的数据速率 - 高达1400kbps,而且由于发射、接受时间更短,功耗也能再降低15-40%。详细的性能比较表如表1所示:

        1-1.png

        蓝牙52M PHY性能比较表

         

        下图显示在二个EFR32BG12 SoC之间测量到的1Mbps PHY2M PHY连接的平均电流消耗差异。2M PHY最短的80us44us数据包能够使功耗降到最低降低约15%的平均功耗。

        1-2.jpg

        蓝牙5新功能:长距离LE(LE Coded PHY)

         

        除了速度激增以外,蓝牙5增加了两个新的长距离PHY层,使用1MPHY,但有效载荷编码为125kbps500kbps,另外则是添加前向纠错和模式映像,提高从46dB的灵敏度。此外,蓝牙规范允许使用+20 dBmTX功率频道选择方案(CSA)#2允许无线电定义最小数量的频道。这些新的选项降低传输量并增加TX / RX次数,意味着能够提高2-4倍的范围,如表2所示:

        1-3.png

        蓝牙5长距离PHY层功能比较表

         

        蓝牙5新功能:广播强化

         

        蓝牙4版本的广播能力仅使用3个通道、连接数据使用37个通道,受限的广播载荷量(31B)。相较之下,蓝牙5采用3个主要广播通道、37个次要广播和数据通道用于分担主信道负载,可使用任何PHY和高达255B的有效载荷,新的数据包可提供二级数据。这使得高占空比的非连接广播最小广播间隔降至20ms,还能允许新广播数据类型。

         

        在广播集合和扫描事件报告方面,蓝牙5使单一设备可以充当多个Beacon、每个广播使可使用不同的数据、扫描要求通知应用程序。此外,蓝牙5也支持周期性广播,用于流经次级通道的数据,蓝牙连接使用相同的参数。

         

        支持蓝牙5的无线SoC

         

        针对蓝牙5的各项新兴标准及应用功能,Silicon Labs已经提供相应的完整软硬件解决方案――EFR32TM Wireless Gecko系列多协议、多频段无线SoCBlue Gecko蓝牙SoC使用Silicon Labs 的易用创新型蓝牙 SoC、模块和软件把蓝牙连接快速引入运动健身、消费类电子产品、信标和智能家居应用。使用与 Bluetooth 模块和 SoC 相同的直观开发软件,以加快上市时间和加速模块到 SoC 的迁移。

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        在最新版本的EFR32BG12产品中,我们同时支持蓝牙5802.15.4和专有协议等无线标准。针对蓝牙52M PHY也能提供相应的设计支持,并具备高达+19 dBm TX功率和-95 dBm RX灵敏度

         

        由于EFR32BG12基于ARM Cortex-M4 MCU具有先进的外设功能,包括带有FPUDSP指令的Cortex M4高达256kBRAM1024kB的闪存63μA/ MHz有效,1.5μA睡眠(EM216kB RAM使用LESENSEEM2中模拟传感器数据采集先进的电容式传感具有完全模拟性能的1.8-3.8 V电源集成DC-DC降压转换器,以及采用7x7QFN487x7 BGA125封装等。

         

        在安全性方面,EFR32BG12内建多种硬件加密引擎,如AES-128/256ECCSHA-1/224/256,也具备真正的随机数码生成器,同时可提供固件安全更新和启动安全校验

         

        蓝牙5软件和SDK

         

        软件开发工具对于蓝牙设计人员而言的重要性犹如一颗能驱动全身血液的心脏,因此Silicon Labs也同步更新蓝牙产品的软件和SDK,帮助工程师加速开发蓝牙5产品。

         

        新版蓝牙5软件工具功能说明:

        • Bluetooth 5兼容

          • 2M      PHY,广播集,扫描请求报告

          • 设备同时支持      Central/Peripheral/Advertiser/Scanner

          • LE安全连接,双拓扑和数据包拓展。

          • Apple      HomeKit R8

        • 支持可切换式多协议

        • 灵活,易用的API

          • 用于MCU外设的BGAPI蓝牙APIemLib

          • 用于NCP通过UARTBGAPI串行协议

          • 用于加密操作和硬件加速的mBedTLS

        • 现场可升级

          • 全部和部分空中更新模式

        • 固件安全更新和启动安全校验

        1-5.jpg

        欲了解更多关于Silicon Labs蓝牙5软硬件解决方案的信息,请访问:http://cn.silabs.com/products/wireless/bluetooth

         

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      • 单芯片”网络同步时钟方案优化系统功耗和体积

        Siliconlabs | 05/142/2017 | 07:35 AM

        数据中心交换机及电信设备对于时钟系统解决方案的要求包括低抖动、小尺寸和低功耗,随著网络频宽和传输速度的激增,上述要求愈来愈难同时达成,为时钟产品供应商带来极艰钜的挑战。对此,Silicon Labs(亦称芯科科技)率先提出高集成度的单芯片网络同步时钟解决方案,包括Si5348Si5383Si5384系列产品,进而以单芯片设计改善目前行业大多数采用双PLL架构的复杂度,并同时减轻系统信号抖动、功耗和成本。欢迎了解更多关于时钟设计的知识文章!

         

        单芯片网络同步器时钟设计优势

         

        目前行业基于双PLL的网络同步时钟解决方案架构,需要一个额外的二次侧抖动滤除器件(Secondary Jitter Cleaner),这使得整体系统变得复杂、空间需求加大且可能需较高成本。相较之下,Silicon LabsSi5348Si5383Si5384网络同步时钟可以帮助工程师实现仅采用单芯片的架构,进一步降低系统抖动、成本和尺寸,如下图所示:

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        Silicon Labs 的网络同步器时钟在抖动性能、功耗方面处于行业领先水平,凭借多达三种集成DSPLL和小封装尺寸,这类设备为计时同步领域降低了复杂程度并缩小PCB尺寸要求,非常适合SyncE/SONET/SDH 计时卡,以及无线通信系统和数据中心交换机。每个DSPLL都能单独配置为一个 SyncE/SONET/SDH PLL,IEEE 1588 DCO,支持1PPS/1Hz;或一个通用PLL,支持处理器或FPGA时钟。旧版SETS系统也能使用这些设备达到Stratum 3/3E标准。 提供创新PCI Express和LVCMOS时钟,这些时钟简化设计并降低成本敏感的应用的功耗。

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        图说:基于Si5348/83/84网络同步时钟的系统设计框图

         

        Si5348/83/84网络同步时钟特点:

        • 多达三种独立的DSPLL支持灵活的SyncE/SONET/SDHIEEE     1588 SETS 架构

        • 每种DSPLL利用任意输入频率生成任意输出频率

        • 支持1PPS/1Hz输入和输出频率

        • 出色的100     fs RMS 抖动性能

        • 每种DSPLL的可编程环路带宽低至0.001Hz

        • 同步、自由运行和保持模式

        • 自动/手动无中断切换

        • 状态监控:LOLLOSOOF

        • 每种DSPLL上引脚或软件可控制DCO具有的分辨率达1 ppt/

        • 满足以下标准要求:

          • ITU-T G.8262 (SyncE) EEC 选项 1       2

          • ITU-T G.812 类型 IIIIV

          • ITU-T G.813 选项 1

          • Telcordia GR-1244GR-253 (Stratum 3/3E)

        • 适合ITU-T     G.8273.2 应用

         

        欲了解更多关于Silicon Labs网络同步时钟产品和开发工具包信息,请访问:http://cn.silabs.com/products/timing/clocks/network-synchronizer-clocks

         

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      • 通吃Sub-GHz和2.4GHz专有协议的无线SoC

        Siliconlabs | 05/142/2017 | 07:31 AM

        许多物联网(IoT)应用要求长距离、超低功耗的无线传输技术,以便延长电池使用寿命达到数年以上,这让许多设计人员开始投入更多的关注在Sub-GHz2.4GHz无线专有协议上,从而满足市场需求。

         

        Silicon Labs(亦称芯科科技)的专有无线设备可提供高性能无线连接和超低功耗的 8 位和 32 位微控制器选项。有了对1421,050 MHz范围、无线 M-Bus以及2.4GHz等主要频带的支持,这些设备可以用来开发多种级别的物联网系统。

         

        欢迎Silicon Labs的无线专有协议解决方案相应网页,深入了解我们的软硬件技术和产品。

         

        集成节能MCU和专有协议栈的单芯片方案

         

        EFR32™Flex Gecko系列无线 SoC将节能型MCU与支持Sub-GHz2.4GHz专有无线协议的高度集成无线电收发器相结合。这一单裸片解决方案可提供行业领先的能源效率、超快的唤醒时间、可扩展的功率放大器以及集成的平衡-不平衡转换器。这些设备通过包含直观无线电抽象接口层(RAIL)和Connect堆栈的SDK提供支持,以加速专有协议开发。

         

        完整的专有协议栈开发套件资源

         

        我们提供了多款基于EFR32 Flex Gecko无线SoC2.4GHzSub-GHz专有无线套件。这些套件可与连接SDK和无线电抽象接口层SDK 一同使用,以简化专有无线协议的评估和验证过程。

         

        SDK中含有包括常用范围测试在内的应用示例。实验室评估功能、无线电唤醒、双向数据表传输和接收也作为源代码在应用示例中提供。凭借Simplicity StudioTM的一系列支持工具,开发人员可充分利用图形无线应用开发以及可视能源分析和优化等功能。连接堆栈是基于IEEE 802.15.4并面向众多专有应用的无线网络堆栈,可轻松自定义,并支持Sub-GHz 2.4GHz频段。

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        Flex Gecko 入门套件的硬件和软件功能

        套件内容:

        • BRD4250AEFR32FG 2400/915 MHz 19.5 dBm 无线电板

        • 915 MHz 天线,带有 SMA 连接器

        • AA 电池座

        • USB A 类至 USB mini-B 类电缆

        • BRD8010A WSTK调试适配器 

        • EFR32FG 入门卡

         

        套件功能:

        • 所含设备:EFR32FG1P132F256GM48

        • 模块化设计可支持不同的无线电板

        • 扩展头可实现轻松扩展

        • 集成调试和数据包追踪

        • 以太网和 USB 连接均支持数据包追踪

        • 纽扣电池座和 AA 电池座

        • 支持 AEM(高级能耗监控器)以用于电池测量和 Energy Profiler

         

        Simplicity Studio功能:

        • 实验室评估、软件开发和应用示例的自动检测(包括范围测试)

        • 无线电配置器 GUI

         

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      • 【技术干货】Sub-GHz成智能电表新解方

        Siliconlabs | 05/138/2017 | 07:53 AM

        長距離/低功耗/廣範圍 Sub-GHz成智慧電表新解方

        作者:Kavita Char, Silicon Labs

         

        环保节能意识高涨,智能电表可更有效管理供电及功率损耗,因此,吸引众多能源供货商及半导体业者投入此一应用发展。Sub-GHz具备较佳的传播特性、长距离特色及低功耗,因此成为无线智能电表发展之首要考虑。

         

        在过去的十年中,由于全球对能源环保问题持续加以关注,因此,相较于传统仪表,能更有效帮助管理供电和功耗的智能电表应用获得了广泛采用。设计智能型电表时,无线通信技术的选择是十分关键的,因此需整体性的考虑。

         

        对于诸如回程通讯等从电表到数据集中器、再到其他仪表的长距离应用来说,Sub-GHz技术是十分合适的,因为其具备卓越的传播特性、长距离性能、低功耗操作和未授权频段广泛的存取性。

         

        智能电表商机潜力佳

         

        接下来的几年中,大量的智能电表预计将会在全世界部署。根据Pike Research报告指出,到2020年时,在中国所安装的智能电表数量将达到三亿七千七百万。智能电表部署根据不同的有线和无线技术分门别类,其中一大部分会是在470~510MHz波段下使用Sub-GHz无线装置。

         

        今日,Sub-GHz无线技术存在于几乎所有的智能电表中。最普遍的Sub-GHz所连接的应用是电表之间的通讯,从电表到数据收集器或集中器。下图显示了典型的无线智能电表系统(1),该系统连接消费者到电力公司。接下来将深入探讨智能电表Sub-GHz无线解决方案设计的关键考虑。

         

        降低功率放大器功耗以提升覆盖范围

         

        在应用上,频率波段上的长覆盖距离为使用Sub-GHz无线技术的一项主要优势。长距离系统减少了部署的成本,在最少的集中器或中继器之下,仍可支持同样数量的智能电表。从经验法则得知,每增加6dB的链路预算,将会使室外、无较大阻隔环境之覆盖范围加倍。因此,在其他相同条件下,169MHz波段将比868/915 MHz达到更广覆盖范围。

         

        增加发射功率是增加覆盖范围最简单的方式,但缺点是功耗的增加。多个无线IC提供了使用整合功率放大器的解决方案,而PA的效率则是关键的区分因素。例如,在915MHz频率波段下,以芯科实验室(Silicon Labs)旗下的Si446x EZRadioPRO收发器为例,仅需要18mA来输出+10dBm或85mA来输出+20dBm。下表显示根据现有的收发器解决方案,不同数据传输速率下理想的链路预算(表1)。

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        图1 无线智能电表系统示意图

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        低功耗为无线智能电表首要考量

         

        另一个无线智能电表设计的关键考虑因素是功耗。低功耗操作对电池供电的水气仪表和瓦斯表十分重要,对电表来说重要性略低。电池供电的仪表通常使用锂电池,需要以较低的工作周期持续运作15∼20年。影响系统的功耗的另一个因素是无线收发器处理典型的数据封包处理功能的能力,而卸除主机MCU的负荷,例如前同步码和同步字检测、曼彻斯特(Manchester)编码和CRC运算。

         

        电表通讯是具有周期性的,且使用非常低的工作周期,其低待机和接收功率是主要的优势;再以Silicon Labs的EZRadioPRO收发器(图2)为例,该产品在待机状态下仅消耗50nA。

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        2EZRadioPRO收发器示意图

         

         

        发展Sub-GHz需合乎法规/标准兼容性

         

        使用Sub-GHz无线技术最大挑战之一,就是须要合乎法规及标准兼容性。2.4GHz波段全球可用,其仅须根据区域的规范要求调整发射功率。但是,Sub-GHz频率须要根据区域而变化,因此在软硬件设计中具备更高挑战。ISM波段通常操作于Sub-GHz中,其为毋须许可的。频率由每个国家独立分配(图3),下表所示则为通用的智能电表频率(表2)。

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        图3  ISM波段通常操作于Sub-GHz中,频率由每个国家独立分配。

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        多数智能电表设计会针对每个地区或频率波段采用特定的硬件,而非以通用的设计来满足全球需求。

         

        除此之外,设计者必须了解多个无线标准和工业联盟,例如IEEE 802.15.4g/e、WirelessM-Bus、zigbee和Wi-SUN。所有均表明业界正朝着基于IEEE 802.15.4(g/e)的标准解决方案的方向发展。IEEE 802.15.4g规定了物理层,其通常为无线收发器本身所支持。

         

        此种情况下,通常具有专有软件堆栈,或混合解决方案使用部分802.15.4g,以及上层专有的应用。为此,SiliconLabs提供了基于标准和专有的堆栈并进行优化,以运行于MCU和无线收发器上,同时还允许客制化。

         

        覆盖范围、功耗和符合标准兼容性定义的Sub-GHz无线设计是关键因素。快速讯号检测、几十奈安培之超低功耗待机电流及更快速的状态过渡时间,再辅以强大的软件解决方案,则是新方法的基石,其可从系统级提升智能电表效率。

         

        虽然欧洲和美国引领着智能电表的系统部署,但事实上,新兴经济体的成长力道则最强,例如金砖四国。

         

        中国和印度为世界上人口最稠密的国家,因此具备采用智能电表所部署之智慧Sub-GHz无线通信的成长趋势,其对于安全、低功耗测量解决方案方面也同样蕴含着强大的需求。

         

        更多关于Silicon Labs Sub-GHz解决方案和产品信息,请访问:

        http://cn.silabs.com/products/wireless/proprietary

         

        原文链接:http://www.mem.com.tw/arti.php?sn=1701230010

         

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      • 创造真正融入生活的IoT设计

        Siliconlabs | 05/138/2017 | 07:48 AM

        物联网(IoT)正逐渐从萌芽期迈向下一个快速成长的阶段,行业内的IoT设备开发商一直以来都在试着打破IoT发展的可能性极限,并促进各式各样的IoT设计能够真正融入我们的生活,包括在商业、工业、家庭和个人健身及医疗保健的应用面上。

         

        拥有合适的组件,一切IoT皆有可能。Silicon Labs(亦称芯科科技)自 1996 年起就致力于提供IoT的硅片、软件和参考设计,提供全套的智能化、联网、节能解决方案以说明客户尽可能高效地将其设计投放于市场。欢迎Silicon LabsIoT解决方案相应网页,深入了解我们在联网家庭、可穿戴设备、工业自动化和智慧计量等IoT四大产品领域所提供的软硬件技术和产品。

         

        联网家庭

         

        通过智慧家居设备可以提高家庭生活的便利性、安全性和舒适度。Silicon Labs的家居自动化解决方案通过将最先进的低功耗MCU和无线技术,以及包括zigbee Thread 在内的网状网络标准融入您的联网家庭应用程序中,从而加快上市速度。

         

        利用广泛部署的无线堆栈、认证模块、参考设计和活跃的用户小区,进一步简化智能家居设备添加连接功能的复杂度并加快您的设计过程。

         

        了解更多Silicon Labs智能家居解决方案信息:

        http://cn.silabs.com/solutions/home-automation-and-entertainment

         

        可穿戴设备

         

        为了设计节能、紧凑和功能强大的精密可穿戴设备,更智能化的组件是关键所在。Silicon Labs 的可穿戴应用技术不仅功能强大且简单易用,被当今市场的绝大部分设备广泛采用。我们提供基于 EFM32 Cortex-M4 32 MCU、高精度传感加专有算法的心率监测(HRM)解决方案、精准且低成本的温度和湿度传感器、Bluetooth 低功耗连接方案。

         

        了解更多Silicon Labs可穿戴技术信息:
        http://cn.silabs.com/solutions/healthcare-and-fitness/fitness-wearables

         

        工业自动化

         

        针对工业自动化应用,我们致力于将计时和CMOS隔离产品的灵活性和安全性融入到您的工业IoT 设计中。工业自动化需要对物理机械和流程与传感器、计算机和软件加以集成从传感器到微控制器再到隔离器,Silicon Labs 可为您的安全和控制需求提供性能卓越的解决方案。

         

        了解更多Silicon Labs工业自动化产品和技术信息:

        http://cn.silabs.com/solutions/industrial-automation-and-power

         

        智能计量

         

        智能计量的首要关键是充分利用精确、实时的数据收集功能以服务于实用工具和客户。对此,Silicon Labs提供的智能仪表设备解决方案,可为开发商带来更理想的可靠性和准确性,并使客户能够更好地管理能源使用并降低成本。这些针对智能仪表市场的元器件包括行业领先的 MCU、无线 IC 产品和开发套件,过去8年间,我们已通过无线智能计量应用节省了每年约 3,000 万的工时。

         

        了解更多Silicon Labs智能计量解决方案信息:

        http://cn.silabs.com/solutions/smart-meters

         

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      • 【新品推荐】Silicon Labs推出超高抖动性能网络同步时钟

        Siliconlabs | 05/138/2017 | 07:45 AM

        Silicon Labs (亦称芯科科技)时钟从任意输入频率产生任意输出频率组合,简化时钟合成并减少设计所需的计时组件数量。这些时钟具有业界领先的抖动性能和功能整合,可针对任何应用进行自定义。Silicon Labs 还提供创新 PCI Express LVCMOS 时钟,这些时钟简化设计并降低成本敏感的应用的功耗。

         

        近期我们推出了新一代适用于 SyncESONET/SDH/PDH IEEE 1588 Si5383Si5384系列网络同步时钟。其中一款型号为Si5383A的产品是适用于同步以太网、SONET/SDHPDH(T1/E1)应用的3-PLL网络同步器,具有1PPS输入/输出。Si5383A 采用了第四代DSPLL 技术,能够为需要最高抖动性能的应用提供任意频率的时钟产生和抖动衰减。

         

        Si5383A无需外部回路滤波器组件,而且PLL带宽可通过数字程序设计设置为低至 0.001HzSi5383A 的相位抖动低至 0.15 RMS,因此可接受0.000001 - 750MHz 5个时钟输入,而且最多可生成70.000001 - 718.5MHz的时钟输出频率。Si5383A符合ITU-T G.8262 EEC选项12G.812类型IIIIVG.813选项 1Telcordia GR-1244GR-253 (Stratum 3/3E)规定的所有要求。当与外部IEEE 1588堆栈和伺服环路软件一起使用时,Si5383A 满足 ITU-T G.8273.1 G.8273.2 的要求。欢迎了解更多产品及参考设计信息!

         

        Silicon Labs网络同步器时钟功能优势

         

        Silicon Labs 的网络同步器时钟在抖动性能方面处于行业领先水平,同时还具有低功耗。凭借多达三种集成DSPLL和小封装尺寸,这类设备为计时同步领域降低了复杂程度并缩小了PCB尺寸要求。

         

        Silicon Labs 的网络同步器时钟非常适合 SyncE/SONET/SDH 计时卡等应用,同样适合无线通信系统和数据中心交换机。每个DSPLL都能单独配置为一个 SyncE/SONET/SDH PLLIEEE 1588 DCO,支持 1PPS/1Hz;或一个通用 PLL,支持处理器或 FPGA 时钟。旧版 SETS系统也能使用这些设备达到 Stratum 3/3E 标准。

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        Silicon Labs 提供业界最广泛的晶体振荡器、时钟发生器、时钟缓冲器和抖动衰减器产品,以及PCI Express (PCIe) 时钟发生器和 PCI Express 缓冲器的产品组合。Silicon Labs 的专利技术结合了同类最佳的频率灵活性和业界最低的抖动,提供快速启动的定制解决方案,可简化电路板设计,消除分立组件,并最大限度地提高系统性能。

         

        新型Si5383/84网络同步器时钟开发套件

         

        针对新型的Si5383Si5384网络同步时钟系列产品,Silicon Labs已经提供Si5383-D-EVB 的开发工具包,可轻松从ClockBuilder Pro设备配置转移至手动性能评估,加速设计流程。

         

        Si5383-D-EVB开发工具包特点:

        • 无缝地从 ClockBuilder Pro下载到 EVB

        • 进行高质量测量的 SMA 连接器

        • 实时测量功耗和结点温度

        • 访问所有寄存器、LED 指示器和 I/O

        • 多数配置都可以由 USB 供电

         

        欲了解更多关于Si5383Si5384网络同步时钟产品和开发工具包信息,请访问:http://cn.silabs.com/products/development-tools/timing/clock/si5383-d-evb-development-kit  

         

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      • 【技术干货】CMOS数字隔离助工业自动化安全性大增

        Siliconlabs | 05/135/2017 | 07:37 AM

        CMOS数字隔离助工业自动化安全/可靠性大增

        作者:Silicon Labs资深应用工程师黄科涛

         

        工业自动化发展热潮正不断升温,尤其是在可确保设备安全性和可靠性的隔离设计方面上更是涌现了巨量的设计需求,引来可观的商机。为了协助业界人士加速实现相关解决方案,本文除针对工业自动化目标市场的隔离应用,专注于可编程逻辑控制器(PLC)和工厂自动化的发展进行详细的市场与技术分析外,也详细说明了新型互补式金属氧化物半导体(CMOS)数字隔离器相较于传统光耦合隔离方案对工业自动化应用所带来的显著优势。欢迎观看完整文章!

         

        工业自动化四大技术挑战

         

        工业自动化的发展道路上,所包含的许多技术挑战包括:

        • 第一:设备安全无法妥协

          o   安全功能至关重要。

          o   产品在高应力下性能必须稳定。

        • 第二:高噪声环境中的正常工作

          o   工厂外部电/磁场的抗干扰性高。

          o   高电压瞬变噪声的抗干扰能力强。

        • 第三:产品使用寿命长

          o   整个温度范围不同VDD电压,以及长期使用时,关键参数必须稳定。

          o   在高应力下产品使用寿命长。

        • 第四:高性能

          o   产品性能必须世界顶尖。

          o   低延迟和低延迟偏差以确保高效率和吞吐量。

         

        基于上述的技术挑战,适用于工业自动化的高性能隔离产品也必须是高安全,高抗干扰性与长寿命。工厂存在很多高压设备,透过隔离方案不仅能保护电子系统和人员,也能抑制噪声以确保设备的可靠度和稳定性。

         

        随着工业自动化应用对相关设备的性能要求提升,内建隔离技术也开始发生转变,传统的隔离使用光耦合技术,由于先天的特性逐渐难以满足工业自动化设计需求,包括可靠性较差、时序特性不佳、无余裕的共模瞬态噪声免疫(CMTI)、能源效率低等,使业界开始将目光移至新型的CMOS电容耦合数字隔离器方案。

         

        差分电容耦合技术展高效

         

        CMOS数字隔离器采用开关键控调制技术的CMOS设计,并使用差分电容耦合,可以达成高可靠度和稳定性,不会随温度、工作电压和产品寿命而改变,另外还具备卓越的时序特性,包括低传输延时、低传输延迟偏差等。更重要的是,CMOS数字隔离器具有高共模瞬态噪声免疫(CMTI),而且相对于光耦,只需要较小的功率,因此可以降低总体系统功耗。图1及图2为传统光耦和CMOS数字隔离方案的比较。

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        图1 传统光耦隔离方案特性

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        2 新型CMOS数字隔离方案特性

         

        新型数字隔离器提升PLC效能

         

        其中,针对工业机器控制和制程的自动化,性能优异的可编程逻辑控制器(PLC)是一大关键。以Silicon Labs为例,为因应此一情况,该公司近期推出首款高速、多信道数字隔离器,便是锁定PLC的应用需求。新型Si838x数字隔离器(3)可为工厂自动化PLC提供优于光电耦合器的性能和使用寿命,其特性包含高速通道(高达2Mbit/s)、高通道整合度(每个设备最高可达八个信道)、双极输入弹性、高抗干扰性和2.5KVrms安全隔离等级。此外,该产品适用于分布式过程控制系统中的可程序自动化控制器(PAC)

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        Si838x数字隔离器有效解决PLC设计挑战。

         

        PLC广泛部署在恶劣的工厂车间环境中,因此必须兼具可靠和精小特性。许多PLC设计规模可达一百二十八个通道,并且有多个高速输入。尽管光电耦合器已经在过去几十年中提供了默认隔离解决方案,但是它们也使得PLC设计人员面临极大挑战。由于缺乏高速能力,光电耦合器无法满足高性能PLC应用,例如伺服电机控制。

         

        光电耦合器也缺乏高噪声抑制能力,并且其性能会随时间和温度变化而下降,因此在高温工业应用中会带来可靠性风险。然而,上述提到的Si838x系列可克服这些挑战,其于精小QSOP封装中提供了弹性、高速、多通道的双极性隔离解决方案,相较于基于光电耦合器的解决方案,可提供更长的使用寿命和更高的可靠性。

         

        隔离闸级驱动器提供确实保护

         

        另一方面,工业自动化对电机控制的要求也持续提高,这是由于AC交流感应电机驱动部分有多级是透过绝缘闸双极晶体管(IGBT)给电机提供电能,必须透过高性能的隔离闸极驱动器为系统提供保护功能、并提供电流/电压回馈用于环路控制。业界人士选用驱动器的关键指针包括两点,整合IGBT保护特性、低延迟、高噪声免疫和支持宽广工作温度范围;而对于电流感应的关键需求则是具备高噪声免疫、低延迟、工作温度范围内的高精准度。

         

        基于上述市场需求,再以Silicon Labs为例,该公司也发表了新一代Si828x ISOdriver隔离闸极驱动器系列(4),为逆变器和电机驱动应用提供保护。该产品旨在保护电源逆变器和电机驱动应用中敏感的IGBT,提供了工业级的隔离等级(5kVrms)和较佳的特性整合:包括可选的DC-DC转换器、较快的去饱和检测、良好的计时特性,以及较佳的噪声和瞬变抑制能力。

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        4 高整合度的Si828x降低了电机控制设计的复杂度。

         

        另一方面,由于其中的许多系统工作时间预期要超过25年,并且运行环境恶劣,而隔离器可能成为这些系统中首要的故障点和寿命限制组件。传统的基于光耦的隔离器受到工作温度范围、噪声干扰和产品寿命的极大限制,而该系列隔离闸极驱动器采用基于Silicon Labs旗下的CMOS隔离技术,能够在整个工业温度范围内工作,支持长达100年的产品使用寿命,同时能满足严格的ULVDECQCCSA标准,进而为工业电机驱动、太阳能逆变器、高压电源转换器、不间断电源,以及暖气、通风和空气调节(HVAC)压缩机控制提供理想的解决方案。

         

        为因应工业自动化,除了上述提到的数字隔离解决方案之外,使用者还可运用其他隔离产品,如包括针对电源隔离的数字隔离器、可提升开关电源安全性的驱动器,以及能够准确测量高电压系统电流的隔离放大器等等;另外,完善的评估套件和开发工具,也能为工业自动化设备开发人员提供了完整的隔离技术支持。

         

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      • 【方案速递】为医疗保健及健身设备加入连接功能

        Siliconlabs | 05/135/2017 | 07:32 AM

        随著物联网(IoT)的应用日渐成熟并开始走向专业应用领域,Silicon Labs(亦称芯科科技)针对医疗保健及健身设备提供了完整的计算、传感,以及功能强大且低功耗的无线连接解决方案,助力行业实现更便利的远端医疗照护应用,并可以通过各种可穿戴设备达成运动健身管理与效果追踪。欢迎Silicon Labs相应产品网页了解更多技术和参考设计信息!

         

        一站式可穿戴设备解决方案

         

        通过集成式生物识别和环境衡量措施以及到云的数据连接,创新的解决方案正在逐渐改善我们的日常生活。利用 Silicon Labs 的集成式微控制器、Bluetooth 连接和生物识别传感器将能有效扩展或改造健身与医疗保健设备。

         

        健身可穿戴设备解决方案

        健身可穿戴设备能够转变我们的健康管理方式,无论是针对慢性疾病还是日常健身。我们将探讨如何设计一款引人注目的可穿戴设备。而更智能化的组件就是开发更智能化可穿戴设备的关键所在,由于它们主要采用电池供电,因此节能型器件变得非常重要。

         

        Silicon Labs 提供的一站式可穿戴应用技术不仅功能强大、低功耗且简单易用,包括可针对信号处理和低功耗应用需求的节能型EFM32GeckoBlue Gecko蓝牙SoC/模块,以及高集成度的Si1133/Si1144 HRM心率监测模块都已被当今市场的绝大部分设备广泛采用。

         

        进一步了解Silicon Labs的健身可穿戴设备解决方案信息,请访问:http://cn.silabs.com/solutions/healthcare-and-fitness/fitness-wearables

         

        个人医疗设备解决方案

        利用 Bluetooth低能耗技术将连接引入个人医疗设备,并利用低能耗微控制器最大程度地延长便携式设备的使用寿命。在过去 10 年间,Silicon Labs已利用 USB 连接的医疗设备为超过 1,300 万名患者提供更好的健康监测服务。在类似于血糖监测等成熟用例中,Bluetooth使给药变得更加简单和高效,催生全新的医疗应用模式。

         

        针对个人医疗设备开发,Silicon Labs提供了高性能的 8 MCU集成外围设备、模拟和数字信号、集成生物识别、温度和湿度测量的传感器方案并可整合至健康应用程序中、在全球范围内获得认证的无线模块得以快速添加Bluetooth 连接,以及灵活的 EFM32 Giant Gecko MCU用于设计电池供电的高性能设备。

         

        进一步了解Silicon Labs的个人医疗设备解决方案信息,请访问:http://cn.silabs.com/solutions/healthcare-and-fitness/personal-healthcare 

         

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