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      • 【优选产品】无需固件开发,多达13路输入的电容触摸控制器

        Siliconlabs | 01/29/2018 | 08:36 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)最近新推出了一款TouchXpress 系列的电容式触摸控制器,型号为CPT213B。CPT213B具备 I2C接口,并增加了对 IEC 60730B类安全库的支持,不需要任何费时费力的固件开发,就能为主机处理器提供一套简易的电容式触摸控制解决方案。CPT213B能大大缩短电容式触摸控制应用产品的开发时间,非常适合应用到家电、医疗设备、消费类电子产品、仪器和控制面板,以及照明控制等产品中。

         

        作为一款高集成度的器件,CPT213B使用仅仅4mm X 4mm的QFN小封装,却能支持多达13个电容式传感器输入。CPT213B满足 IEC 60730 B类安全标准的要求,在触摸传感模式下周期性地对时序、内存和硬件进行安全性和可靠性检查,防止家用电器的不安全运行。

         

        CPT213B的I2C接口还提供了简便的事件驱动功能,在检测到接近触摸后,中断引脚可以唤醒休眠中的主机处理器。CPT213B所有的电容式触摸传感参数都能通过一个简易的图形用户界面(GUI)配置器来生成,主机可以通过I2C接口来配置和通讯,免除了复杂的固件开发过程,使客户花很少的精力就能快速完成用户接口设计。CPT213B的内部结构图如图一所示。

         

        图1  CPT213B内部功能结构图

         

        CPT213B的主要应用

         

        • 家用电器

        • 医疗器械

        • 白色家电

        • 照明控制

        • 仪器控制面板

         

        CPT213B的特性与优势

         

        • 无需固件开发 

        • 简易图形用户界面(GUI)配置器 

        • 13路电容式传感器输入,可编程的灵敏度

        • 带符合IEC标准的I2C接口,主机处理器可用于通讯和配置

        • 支持IEC 60730B类安全库

        • 优秀的噪声抑制性能: SNR高至 270:1

        • 水汽抑制,防潮性高

        • 样板带电容式感应输入引擎和13个输入,触控反馈蜂鸣器,一个触摸确证引擎和一个用于连接Silicon Labs EFM8或EFM32入门套件的扩展接头。

        • 配置文件放置在非易失性内存里

        • I2C接口带事件缓冲和驱动功能,在检测到新的接近触摸后,中断引脚可以唤配休眠中的主机处理器。

        • 可通过专用配置接口或I2C接口来加载配置参数

        • 功耗最低的电容式传感解决方案

          -       工作模式:200μA

          -       睡眠模式:1μA

        • 工作温度范围:-40 to +85 °C

        • 小尺寸封装QFN24:4mm*4mm

         

        了解更多Silicon Labs的TouchXpress电容触摸解决方案:https://cn.silabs.com/products/interface/capacitive-touch-controllers

         

        原文链接:

        https://www.sekorm.com/news/9478.html

         

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      • 综观智能家居中的无线技术

        Siliconlabs | 01/29/2018 | 08:36 AM

         

        在物联网蓬勃发展的浪潮下,智能家居的热度也随之不断升温。由于智能家居的安全、节能、舒适、便利、高效等诸多特点,越来越多的客户开始接受和开发智能家居单品和系统。在中国推广Zigbee技术的这几年里,我有幸看到来自中国的厂家在物联网和智能家居领域实现“弯道超车”,中国的智能家居技术与市场发展极其迅猛,相关产品和系统技术备受全球瞩目。

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)做为Zigbee联盟的重要成员,近期积极参与Zigbee联盟中国成员组主办的活动,并致力于推广Zigbee技术于智能家居的应用。为了帮助开发人员更进一步了解Zigbee标准和设计考量,我们特别转载了由Zigbee中国技术组主席宿为民博士所撰写的文章,与行业人士一同探讨智能家居中的无线技术需求,以及Zigbee标准的应用优势。欢迎往下阅读全文。

        智能家居系统的技术界面

         

        作为Zigbee中国技术组的主席,我很高兴有这样一个机会谈谈智能家居中的一个重要技术环节——无线连接技术。当然我不会刻意去讲Zigbee,相反,我希望可以淡化技术隔阂,谈一谈智能家居这么一个特定的应用领域到底需要什么样的无线连接。如文章的题目所示,我希望多从技术角度出发,以说明问题、解答疑惑。如果另有机会,我的同事们可以从市场的角度聊聊产品与应用。

         

        请注意,本文不谈技术细节,而是关注技术背后的共性问题。这是本文一以贯之的逻辑。

         

        要分析智能家居的无线技术,首先要明确:智能家居的范围是什么?系统架构什么样?这是我们讨论的基础。下面以智能家居中的一个子系统——智能照明系统为例说明问题。

         

         

        图1 家庭智能照明系统及技术界面

         

        如图1所示,家庭智能照明系统大致可以分为三个技术界面:基于云端的应用与服务家庭范围的无线控制网络以及智能照明产品内部的控制软件与驱动电路

         

        在这三个技术界面中,最受人关注、讨论最多也是最让人迷惑的就是第二个界面:家庭无线控制网络。市场上各种产品形态共存,网络上各种观点百家争鸣。应当理解,技术本身无所谓优劣(拙劣的技术在其发展中自然而然地被淘汰了),只有适合不适合。我们思考的是:什么样的无线技术更适合智能家居网络?或者说,智能家居系统对无线互联技术有什么独特的需求?

        智能家居系统是怎么玩的

         

        个人消费者对新生事物的接受度往往超越工业界的预计,智能家居亦是一例。

         

        智能家居范围极广,没有统一的定义。其典型子系统——智能照明,可以简单到只有一个独立控制器(手机也是一个控制器)和一盏灯,也可以复杂到一个集成照明设备、传感器、智能开关以及控制算法的完整照明系统。作为消费者接触智慧照明的第一步,一个可以用手机控制的、安装简单的灯泡是很好的产品形式。这个灯泡可以不那么完美,功能也不丰富,但一定要像普通灯泡一样,拧上去就好。几分钟的时间就可以操作起来。因此,对消费者来说,智能产品的第一个需求就是:低复杂度、易于安装

         

        当消费者慢慢习惯了用手机控制家里的灯泡,新的需求出现了。这时,和灯泡无缝互联的开关类设备可以提供更加自然、直观的服务。如果配上合适的传感器,比如运动、温湿度、光照传感器,通过设定特定的规则,一个小型的、自动运行的照明系统就出现了。这个照明子系统可以和其它的子系统比如安防、影音、厨卫、遮阳系统互动。这构成了典型的智能家居无线网络。

         

        因此,智能家居的无线网络应当是一个大范围、多设备的局域网络。用技术语言来讲——它应当是一个mesh网。

         

        我们抛开让人眼花缭乱的技术指标和市场宣传,顺着刚才的思路想一想,一个稳定可靠的智能家居无线网络应当有哪些要素。

         

        1. mesh网。智能家居系统的节点数可以从数个到数十个甚至上百个,这与点对点控制的智能单品截然不同,要求网络可以提供更大的冗余度以利负载平衡和路径选择。要做到负载平衡,需要在路由协议上下功夫,合理创建路由和选择路由,并进行持续的、动态的优化。

        2. 健壮性。在一个节点数较多的网络中,健壮性至关重要。智能家居系统多部署在室内,空间结构上的遮挡、反射以及无线电环境上的干扰,都对系统的健壮性提出了更高的要求。路由的合理创建和设备的合理维护,以及不同的通讯报文类型,都对网络的健壮性产生决定性影响。

        3. 空间的复用性。在一个有限的频谱中,怎样与不同的技术进行合理的避让和分配,也同样对无线网络的稳定性提出考验。空间访问机制,以及软件和协议的协同配合在其中起了很大的作用。

         

        Zigbee为什么要费尽心思做mesh网

         

        另一种同样用于连接低功耗资源受限型设备的IoT无线技术——低功耗广域网(LPWAN)是典型的集中式网络结构 (即星形网络)。比较一下这两种技术的特点会非常有意思,也有助于我们加深对IoT无线连接技术的理解。

         

        LPWAN (如NB-IoT和Lora) 是非常优秀的无线网络,它将IoT设备长距离地直接连至基站,进而接入云端。这一网络拓扑结构决定了,LPWAN在获得低功耗、长距离连接的同时,放弃了一个对智能家居而言极其重要的特性——设备的本地互动。请看下面的例子。

         

        这是一个极简单的设备互动——当门被打开时点亮灯泡(当然也可以是传感器)。在一个本地的mesh 网络中,门锁可以和灯泡直接互联,通过应用层的逻辑绑定可一步实现这个功能。而在LPWAN的架构下,门锁必须将消息上报给基站,通常基站是不实现应用逻辑的,需要进一步上报给云端。云端通过处理给灯泡下发指令——开灯或关灯。对这个应用而言,这一数据通路明显过于复杂了。

         

        当然在实际应用中,LPWAN的每次消息传输还意味着一笔费用,不过这是另外一个层面的事情。

         

        进一步地,如果上百个设备都是这样操作,系统的性能差异将非常明显。

         

         

        图2 本地mesh网和LPWAN架构下的设备互动

         

        也许有人会想,为什么不可以在LPWAN,比如NB-IoT设备上实现本地的通信呢?提出这个问题并不奇怪,甚至有些理所当然。我曾经在一个研讨会上遇见一名物联网从业者,他大篇幅地描述他在NB-IoT上提出的新应用,就是基于这个想法。

         

        其实想一想,不管是NB-IoT还是Zigbee(名字并不重要),几乎所有(几乎是为了避免绝对,其实就是所有的)低功耗无线技术均采用了一个共性技术——设备休眠。Zigbee, Thread, BLE, NB-IoT, Lora, Z-wave这些常用技术无一例外。想想这个问题——如何在两个休眠的设备间(更加技术的,它们是异步的)建立起长期、稳定地通信呢?这是做不到地。

         

        所以,这也印证了一个事实——Zigbee的终端设备(End Device)之间不可以直接通信而必须通过路由;LPWAN设备之间不可以直接通信而必须依赖基站。这两者并不是巧合,背后有着共同的理念和通信机理。

         

        这个例子也说明了为什么Zigbee (还有Thread等技术)花费巨大精力制定mesh网标准,为什么蓝牙技术在进军智能家居时必须开发出具备mesh功能的网络技术。

         

        Zigbee能够保证认证的产品互联互通吗?

         

        限于篇幅,我再谈一个问题——产品的互操作。首先,Zigbee联盟宣称通过认证的产品可以保证互操作。私有协议(在实践中大量存在)的互操作问题不在讨论之列。也许有人会提出异议:“为什么Zigbee需要做认证?其它技术就不需要?”

         

        这完全是以讹传讹。据我所知,所有的以互操作为目的的技术都有严格的测试和认证要求。最常见的Wi-Fi,蓝牙,还有Zigbee都是要求对产品进行认证的。在Thread这个技术尚未完全标准化之时,Thread联盟就提出要进行严格的认证程序(原文:rigorous certification program )。我当时在现场,记忆犹新。

         

        不仅无线互联技术需要认证,甚至智能家居的生态系统都会制定认证环节以保证产品间的互操作。大家可以自行搜索“华为Hilink认证产品”。

         

        那么,Zigbee所说的保证产品间的互操作,它有没有具体范围或者条件呢?首先回答:有的。Zigbee所宣称的互操作和消费者感受到的互操作是有区分的。

         

        下面进一步回答Zigbee的标准和测试环节所带来的互操作性,以及市场上大家抱怨的“不能互操作”的差异在哪里。理解这些需要对Zigbee的标准和测试流程有基本了解,大家可以咨询我们的Zigbee授权实验室(CESI, TuV Rheinland, Element, UL, NTS)。

         

        Zigbee作为一个物联网开放标准,自标准定义到测试的方法与流程,其目标都是设备通信与行为层面的规范与互操作性,而不涉及产品本身的性能。换句话说,标准本身定义的是通信各层级(OSI 7层模型或简化4层模型)的格式与规范;而测试本身关注空中数据包(over-the-airpacket)的合规性。设备本身的性能差异交给厂商与市场,这也是平衡兼顾 “标准化” 与 “差异化” 的合理结果。

         

        举例来说,下述各项属于Zigbee测试的内容,其互操作性由Zigbee标准保证:

        1. 设备网络层的基本行为,包括网络发现、加入/离开网络、交互网络参数等。

        2. 设备安全性的行为,包括安全模式的支持、密钥的生成分发、密钥的动态更新等。

        3. 设备功能性的行为,包括测试PICS文件中所列的所有Mandatary和Optional行为。

         

        下述各项不属于Zigbee测试的内容,亦不属于Zigbee所保证的产品互操作的范围:

        1. 功能参数在产品表达上的一致性。比如同一亮度和颜色参数在不同产品的光学表达不一致(色度差)。

        2. 命令在执行上的细微差异。比如设备执行“OFF”命令时设备断开的时间不一致(有快有慢)。

        3. 设备RF性能上的差异。比如不同公司的产品在网络中的性能表现不一致、不同的产品具有不同的信号强度和有效传播距离。

        4. 设备自身的性能和稳定性。比如有些产品可以长时间稳定地存在于网络中,有些产品有更高的断网概率。

         

        同时,在大范围的网络中,数量众多的设备因网络参数不一致带来的网络行为差异也是被频繁提及的。比如路由设备的带载能力,数据缓存时间与数据请求的频率(Data Poll Rate),广播消息的频率与次数,设备掉线后发起新入网请求的触发条件,以及繁多的参数窗口的选择带来的行为差异,不一而足。

         

        应当说明,产品性能的一致性并非Zigbee联盟的诉求,也不应当是一项IoT国际开放标准的责任。工业界在追求互联互通的技术的同时,亦需要足够的空间追求产品的差异化与品牌附加值。

         

        Zigbee联盟始终正视来自产业界的需求,并积极给出方案以满足消费者对于互操作的要求。联盟目前的一些工作包括:

        1. 认证过程中增加新的测试内容以提高产品互操作性;

        2. 对已有的可选功能(optional cluster)

        3. 对已有的功能进行强化和扩展

         

        结语

         

        做Zigbee中国成员组主席的这两年来,我深深地为我国物联网和智能家居事业的蓬勃发展感到自豪。优秀的产品与系统引领着全球IoT行业的发展,中国速度也一次又一次的让国际友商们感到惊讶、赞叹。我希望通过这个平台,可以和大家多多交流智能家居行业的技术、产品、市场、生态。也期待大家的反馈!

         

        本文转载自Zigbee联盟,原文链接:

        https://mp.weixin.qq.com/s/WLN--KpJfrVgqP5BvF_EFA

         

        作者简介:宿为民(Wilma SU),毕业于清华大学计算机系、复旦大学计算机系,工学博士。目前担任飞利浦照明标准与法规部高级总监与Zigbee中国成员组主席。

         

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      • 2018 Zigbee技术开发者大会敲响智能家居发展钟声

        Siliconlabs | 01/29/2018 | 08:34 AM

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)日前在上海参加了Zigbee联盟中国成员组在2018年度举办的首场盛事――2018 Zigbee智能家居技术开发者大会,并由SiliconLabs亚太区市场拓展高级经理陈雄基先生进行一场主题演讲,同时搭配现场摊位的开发套件演示,展现了我们全方位的“动态多协议无线产品与技术”支持能力。欢迎观看完整的活动报导。

        Silicon Labs亚太区市场拓展高级经理陈雄基先生

         

         

        2018 Zigbee智能家居技术开发者大会现场与Silicon Labs展示摊位

         

        智能家居连接设备市场趋势

        陈雄基表示,智能家居设备的技术及市场发展态势已经日渐明朗,可以归纳出几个推展的重点。第一:设备到设备通信的需求;第二:可以通过智能手机直接控制;第三:营造基于接近感应的移动体验;第四:必须支持多种生态系统。

         

        面向上述设计趋势,Silicon Labs可以通过动态多协议无线技术,帮助设计人员改善家庭自动化系统使用体验。举例来说,在动态多协议切换的网络架构下,用户得以使用智能手机的蓝牙连接发送信息开启门锁,而门锁再利用Zigbee解锁发送信息打开客厅灯光,接著卧室灯也能发送信息到电话利用蓝牙信标操作。这一切都是快速且便捷的自动化操作。

         

         

        Silicon Labs强大的动态多协议无线技术

        Silicon Labs提供了相关完整且功能强大的动态多协议无线解决方案――EFR32 Wireless Gecko系列无线SoC和模块,以及动态多协议无线软件与开发工具。产品特点如下:

        -       使用单一个无线电提供Zigbee和蓝牙低功耗功能

        -       使用本地智能手机控制来简化设备装设,操作和维护

        -       在家庭和建筑物中部署可扩展室内位置的服务基础设施

        -       利用更高速的蓝牙低功耗下载,改善无线更新性能

        -       降低40%无线子系统的BoM成本

         

         

        快速启动动态多协议Zigbee和蓝牙开发

        为了让客户加速进行动态多协议无线应用的开发,我们提供一整套软硬件技术支持,包含各种支持各种物联网无线标准的入门套件与无线电板、Simplicity Studio物联网开发平台。

         

        设计人员可以至Silicon Labs官网或者联系代理商购买多节点入门工具包,并使用免费的Simplicity Studio工具下载包含认证堆栈和示例代码的SDK,即可快速启动及运行演示和移动应用程序。开发阶段中还能使用Visual EnergyProfiler优化能耗,或是使用NetworkAnalyzer和Packet TraceInterface专利调试网络性能。

         

         

        探索Silicon Labs动态多协议无线解决方案及技术信息:https://cn.silabs.com/products/wireless/multiprotocol-connectivity/dynamic-multiprotocol-introduction

         

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      • 物联网英雄Snooz 运用IoT技术改善睡眠问题

        Siliconlabs | 01/25/2018 | 09:06 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)近期与Snooz公司合作,并访问了其创始人Eli Lazar先生。Snooz公司开发了一款白噪声助眠机器,致力于将人们的卧室变成睡眠天堂。做为初创公司和刚刚接收天使投资的公司,该公司自2017年四月份以来才在市场上出现,Eli给我们介绍了产品是如何产生的以及他和他的合作伙伴如何成功地将Snooz机器推向市场。欢迎观看完整文章。

         

        你是如何获得创业灵感的呢

        Eli Lazar:我在大学时代常常使用电扇助眠,当我旅行时会在我的行李箱里放一个风扇,以确保我睡的好。当我在大学攻读机械工程的时候,我开始注意到几乎所有我知道的人都会用将风扇面对墙吹来助眠,因为他们想要风扇的声音,而且没有风扇的冷风吹过。后来,我还发现密歇根大学的一项研究显示,大约有一半的学生使用声音来帮助他们睡觉。

         

        电扇旨在驱动大量的空气,但是我们意识到人们正试图以相反的方式使用它们,那就是从中抽出噪音而不是空气。所以我们认为也许我们应该做一个特别的用于帮助睡觉的电扇。我们发现另外一家制造了类似白噪音机器的公司,但是它创始于1960年,从那以后设计没有多大变化。我知道市场上有应用程序和电子产品,它们模仿流动空气的声音,但他们不是真正的电扇。

         

        你是如何使这一切实现的呢

        Eli Lazar:我们做的第一件事是做了很多修改 - 体验工程。你怎么做一个“嘘”的声音?所以我订购了10台台式电脑CPU风扇。我买了一盒CD。我们最终购买了便宜的3D打印机,并打印出一堆不同的设计。我们最终达到了人们真正想要与之一起睡觉的设计,用一整年的实验。

         

        然后我们开始了痛苦的筹款过程。我们做了一个Kickstarter活动来测试市场,并在49天内筹集了50万美元。我们也参加了天使投资活动,最终得到了一个拥有自己的风险投资公司的投资者。他告诉我们,我们对于公司来说太小了,但是我给了他一个风扇的原型,而他的妻子最终也爱上了它。他仍然告诉我们,我们还不适合他的公司,但他给我们写了一张个人支票。

         

        下一个阶段是生产。可能最难的部分是面料,看起来这是最简单的。但是只有一小群人了解织物,当你有金属表面时,它就变成一个更小的组织。

         

        最后,我们生产了第一批10,000个产品,我们在Kickstarter上卖出了7000个,其余的在亚马逊或我们的网站上销售。我们仍然非常想弄清楚如何降低成本和各种各样的东西。我们没有拿薪水 - 自从我们开始以来,我们一分钱都没有拿。

         

        你创业至今最深刻的体验是什么呢

        Eli Lazar:一切都缓慢地移动。除了你以外,没有人忙碌。你去找投资者,几个月之后,你会听到他们的消息。它教会了我耐心。但是最令人惊讶的是,你们展示了人们如何看待这个产品,但是这完全不同。例如,你可能会为该设备写出说明,但人们会以不同的方式解释你所说的内容。

         

        我学到的另一件事是你必须有一个强大的心理。我的意思是说,你把很多时间都放在产品上,但人们可能会很残酷。我们绝大多数的评价是非常积极的,但是你会看到一些人批评产品上一个小部分,比如电源线。我从来没有想过我对客户反馈如此敏感。

         

        你有没有得到用户很好的评价呢

        Eli Lazar:我们收到了很多电子邮件。人们会说他们经常做恶梦,但是自从使用Snooz以后,他们的睡眠就完美了。有很多人告诉我们,他们长时间失眠,或者不得不服用药物睡觉,但现在睡得很好。

         

        睡眠对每一个人来说都很重要,如果不能睡好,那么一切都很糟糕。是的,我认为这是一个应该受到更多关注的问题。2017年在国际消费电子展(CES)上首次展示了一整套专门用于睡眠的设备。

         

        你这款产品设计中的挑战有哪些

        Eli Lazar:对于我们想要的东西,我们有非常严格的限制。我们给设计公司带来了原型,并制定了我们的指导方针。他们提出了8或9个设计,我们真的很喜欢这种面料设计,因为它可以让声音通畅无阻。我们喜欢将面料和电子相结合的想法。

         

        我们最初的设想是设备将是一个美丽的产品,坐在你的房间,你不与它互动 - 你甚至不必碰它。这就是为什么我们决定使用Silicon Labs的蓝牙芯片,因为它使我们能够遥控。

         

        面料是一个真正的挑战。他们使织物包裹自动化,但仍然有一些手工缝制接缝。我们做了很多工作,以确保织物无毒。

         

        正确的包装是另一个挑战。设计专业人员在开始时问我们的一件事是“为什么人们会购买产品?”而我们说因为功能。他说:“不,不,人们不会为了功能而购买产品 - 他们是为了情感上的联系而购买产品的。”所以,只要有正确的包装,包装的外观对我们来说非常重要。

         

        Snooz采用了Silicon Labs的哪款产品

        Eli Lazar:最初,我们使用了BLE113,但是最近我们切换到了新的BGM113。我对Silicon Labs很熟悉,但是这个决定源于我们与芝加哥一家设计公司的联系。该公司强烈推荐Silicon Labs的产品,他们在贵公司有很多经验,并表示这项技术总是非常有效 - 它非常稳定。他们解释说,你总是可以找到其他便宜的芯片,但你会遇到各种各样的问题。

         

        BGM113蓝牙模块产品信息:https://cn.silabs.com/products/wireless/bluetooth/bluetooth-low-energy-modules/bgm113-bluetooth-low-energy-module

         

        在未来5-8年内你觉得IoT会走向何方

        Eli Lazar:我们肯定遇到了两组人群。一个群体喜欢的应用程序,喜欢蓝牙,并热爱连接的一切。但是另一个团体就是这样,我不想要任何一个 – 只希望它老派简单。我们一直试图找出适当的平衡点把事情联系起来,但却不至于对人们造成滋扰。我的印象是,这可能是一个关于什么事情应该连接,什么不该连接的斗争。

         

        其中一个关于Kickstarter的事情是我们有6000个支持者 - 就像拥有6000个老板。人们告诉我们添加这个,并补充说,但我们不希望它是这个超级连接的设备。我不认为卧室应该有大量的连接设备 - 它应该是一个放松的地方。我希望物联网的发展速度不会太快,人们会试图把所有东西联系起来,因为这样人们就会学会去讨厌它。但是,如果步伐正确,这将会非常有用,因为有些事情是有道理的。

         

        当事情变得太复杂时,我不喜欢。我宁愿整个公司都蠢蠢欲动,坚持我们要做的对人而不是公司而言是正确的。因为我知道如果我们开始添加各种新功能,产品可能会卖得更多,但是我不认为人们会因此而睡得更好,这会让他们更加沮丧。我的伴侣和我真的只是想做什么来帮助人们睡得更好。

         

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      • 【技术干货】使用高性能有源时钟振荡器降低通信应用开发风险

        Siliconlabs | 01/25/2018 | 09:05 AM

         

        随着通信和数据中心应用升级至更高的数据传输率以支持迅速增长的互联网流量需求,SerDes 参考时钟的性能正变得日益重要。如果参考时钟抖动太高,会导致比特误码率 (BER) 过高、流量丢失或系统通信丢失。此外,56G PAM4 PHY、100G/200G/400G 以太网和 100G/400G OTN 需要多种频率组合,进一步增加了时序的复杂性。

         

        为此,Silicon Labs提供了全新有源时钟振荡器,其采用第四代 DSPLL 技术驱动,有效解决了 25/40/50/100/400Gbps 时序问题。本篇技术文章-“使用高性能有源时钟振荡器降低通信应用开发风险”将详细分析高速通信和数据中心的时序要求,并介绍Silicon Labs经市场验证的时钟振荡器解决方案,帮助工程人员克服日益艰钜的高速网络定时设计挑战。请观看全文。

         

        高速通信和数据中心的时序要求

         

        Silicon Labs 的最新 Si54x Ultra Series 有源时钟振荡器产品专为这些要求高的高速通信和数据中心应用而打造。这些高性能有源时钟振荡器具有任意频率合成和 80 fs RMS 超低抖动的特点,有标准尺寸和小封装尺寸有源时钟振荡器供选择。Ultra Series 具有领先的抖动容限和频率灵活性,可为硬件设计者带来设计自信,同时降低产品开发风险。

         

        图 1. 高速通信和数据中心的时序要求

         

        *注意:直接根据参考时钟或传输器眼闭规格计算,符合原始(未经 FEC)的 BER 要求,眼闭预算为 50/50 的确定性抖动/rms 抖动和 33%/67% 的时钟/传输器。

         

        图 2 Ultra Series DSPLL 体系结构

         

        图 2 为 Silicon Labs 全新 Ultra Series 第四代 DSPLL 的体系结构。不同于需要复杂批次制造过程、不同频率使用不同晶体的传统有源时钟振荡器技术,Si54x 体系结构结合了简单的高质量固定频率晶体和 Silicon Labs 最新一代的 DSPLL,可产生任意频率。输出测试期间,设备可设为自定义的目标频率。采用这种创新方法,可轻松对 Si54x 进行批量自定义,以满足不同客户的不同需求。Si54x Ultra Series 支持 200 kHz 至 1.5 GHz 之间的任意频率,仅通过一个产品系列便可轻松同时支持标准频率和自定义频率应用。

         

        采用行业领先的 55 nm CMOS 技术设计,第四代 DSPLL 利用高度数字化的体系结构来实现最优的频率灵活性和抖动性能。DSPLL 相位探测器的输入会从模拟输入转换为数字输入,使 DSPLL 完全在数字域内运行。这种全面数字化方法有诸多优点。首先,可用低于 1 ppb 的步长来精确控制数字控制有源时钟振荡器 (DCO),以追踪参考时钟与反馈时钟之间的相位延迟。DCO 增益较小,因此电路出现噪声的可能性较传统模拟 PLL 更低。其次,DSPLL 支持创新型相位误差消除电路,利用高级数字信号处理器来消除延迟、非线性和温度影响导致的 PLL 噪声。这些体系结构特点确保设备在不同过程、电压和温度下有一致的性能。因此,Silicon Labs 的第四代 DSPLL 体系结构在整个运行范围都可实现超低抖动。

         

        兼具频率灵活性和超低抖动

         

        下图为 Ultra Series 抖动性能与运行频率和温度对比图。有两个可用性能等级。Si545/6/7 设备的典型相位抖动性能为 80 fs RMS(12kHz - 20MHz),而 Si540/1/2 设备的典型相位抖动性能为 125 fs RMS (12kHz - 20MHz)。由于其抖动性能,Si54x 可将抖动容限最大化,为硬件客户带来设计自信。

         

         

        图 3  Si54x Ultra Series XO 抖动性能与频率

         

        为了进一步简化设备评估,Silicon Labs 提供了 XO 相位噪声查找实用工具,可用于检索超过 1000 个常见频率范围下的 Silicon Labs 有源时钟振荡器相位噪声图。若想使用此免费实用工具,请访问:

        http://www.silabs.com/tools/pages/oscillator-phase-noise-lookup-tool.aspx。

         

        集成电源噪声控制

         

        第四代 DSPLL 有广泛的集成低压差稳压器网络,具备电源噪声抑制特性功能,确保即使在有噪声的系统环境下也始终可实现低抖动运行。集成电源噪声抑制的另一个优点是可简化电源滤波、PCB设计和布局。

         

        图 4  最小化附加抖动的集成 PSNR

         

        多频支持

         

        除标准单频有源时钟振荡器外,也有使用 Silicon Labs 第四代 DSPLL 体系结构的双频或四频有源时钟振荡器。这些设备可用一个 IC 替代两个或更多离散有源时钟振荡器,将 BOM 成本和复杂性降至最低。多频有源时钟振荡器有多个优点:

        • 采用单个设备即可支持多协议SerDes

        • 简化设置/保持时间测试

        • 频率容限(例如:156.25 MHz + 50 ppm,156.25 MHz,156.25 MHz -50ppm)

        • 简化原型设计。使用一个多频有源时钟振荡器用多种参考时钟测试新的 SerDes 和 ASIC。选定最终频率后,转换为固定单一频率有源时钟振荡器

         

        单一电源

         

        Silicon Labs 的 Ultra Series 有源时钟振荡器有一个高度灵活的输出驱动器,可以在工厂自定义,以支持任何常用信号格式:LVDS、LVPECL、HCSL、CML、CMOS 和双 CMOS。此外,输出驱动器支持的电源电压范围较宽。一个 Si54x 设备即可支持 1.8V-3.3V 的运行电压范围,仅使用单一部件编号的有源时钟振荡器即可替代 1.8V、2.5V 和 3.3V 等固定电压的多个有源时钟振荡器。

         

        快速获得样品

        Silicon Labs 提供基于网络的实用工具,可在 1 分钟内创建定制有源时钟振荡器。创建部件编号后,可通过 Silicon Labs 的授权分销商或 Silicon Labs 网站下订单。样品通常在下单后 1-2 周内发货。该过程可大大简化有源时钟振荡器采购,是为原型和 NPI 试产快速获取设备的完美选择。获得 Silicon Labs 基于网络的部件编号实用工具,请访问:

        http://www.silabs.com/tools/pages/utilityintro.aspx。

         

        获得 Silicon Labs 有源时钟振荡器产品的更多信息,请访问:http://www.silabs.com/oscillators。

         

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      • Silicon Labs行销长:物联网将推助2018年半导体行业持续增长

        Siliconlabs | 01/25/2018 | 09:01 AM

         

         

        SiliconLabs行销长Michele Grieshaber女士近期接受行业媒体的《2018看什么》专题采访,针对2018年半导体行业发展趋势以及市场热门看点进行了分析及说明。欢迎观看完整内容。

         

        物联网将成为半导体行业的重要驱动力

        根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)在2017年11月发布的预测:2017年全球半导体市场规模将到达4,090亿美元,比2016年增长20.6%,这使2017年成为自2010年来增幅最大的一年。WSTS预计2018年全球半导体市场将延续增长,估计将在2017年规模的基础上增长7%,到该年年底达到4,370亿美元。

         

        除了云计算、大数据、人工智能和汽车,我们预计物联网将在2018年继续成为半导体行业增长的一个重要推动力。到2025年,预计全球将有700亿部的联网设备(照明器材、智能仪表、恒温器、可穿戴设备和无数的其它设备)将会被部署到各种物联网网络中,对全球经济的贡献高达11万亿美元。

         

        根据市场研究公司Gartner的预测,到2020年,物联网技术将会被嵌入到95%的电子设备中,以支持新的产品设计。近期硬件和软件技术的新发展,包括多协议无线连接和网状网络,将使为产品以最低成本增加物联网功能的工作变得容易。

         

        Silicon Labs专注IoT多协议无线技术研发

         

        物联网是Silicon Labs最大的、增长最快的市场机会。物联网提供了一个可持续增长时期长达数十年的市场,同时提供了新的机会,让我们可以充分利用现有无处不在的网络、通信连接协议、云服务和智能手机等基础设施,去将我们的产品部署在成千上万的应用和万亿消费者的需求中。

         

        我们预计物联网将在2018年继续成为半导体行业增长的一个重要推动力。到2025年,预计全球将有700亿部的联网设备被部署到各种物联网网络中。根据市场研究公司Gartner的预测,到2020年,物联网技术将会被嵌入到95%的电子设备中,以支持新的产品设计。

         

        我们在2018年的策略是聚焦于核心的增长动力,并在诸如照明、家庭自动化、安防、表计和工业物联网等目标市场中获取份额。Silicon Labs在下一波物联网增长中已经占据良好的位置,我们的无线连接解决方案可以为各种产品便捷地添加物联网功能,并以最低的成本和复杂性去支持多种无线协议选项。

         

        今天,物联网市场中还没有任何一种居于绝对统治地位的无线技术,可选择的通信协议包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread和专有协议。通过用我们的Wireless Gecko产品组合去支持领先的物联网协议,我们为开发人员和生态系统提供商带来了可选择无线连接解决方案的一站式服务。

         

        物联网将受益于半导体工艺和制造的进步

         

        学术界人士和诸如Intel和Nvidia等半导体巨头不断地争论摩尔定律现在是否已经死亡,这条由Intel的联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)提出的预测指出晶体管的密度每两年提高一倍。争论的双方在此问题上各执一词,一些评论者笑称摩尔定律之死永远在10年之后,然而在我们走向10nm芯片时线宽缩减速度开始减缓;而一些专家则指出7nm或者5nm也许是最后可行的工艺节点。然而,这项争论对于物联网无关紧要,在这个领域内40nm、65nm甚至90nm工艺节点都可完美地满足各种无线MCU和系统级芯片(SoC)所需。在未来几年,物联网将继续受益于多项工艺技术和半导体制造的进步,这种进步在过去已经持续了50年。

         

        在芯片上进行系统级集成和标准化的功能单元模块已经支持我们去将多个器件,比如MCU、无线收发器和外部设备集成到一个芯片上。越来越多的第三方硅知识产权(IP)供应商使这种系统集成和标准化变得容易,带来的益处包括降低系统成本和设计复杂性、减少物料清单数目、节省电路板空间。然而,标准化已到达一个正在挑战创新和创造最基本的新器件的时点。尽管我们能够在现今的最佳实践上进行标准化,但5-10年后会有更好的方法去设计芯片产品。即便添加在今天的处理器和无线器件上的安全防范单元从本质上并不是新技术,但它们对于我们用于物联网的SoC这类产品而言却是全新的。系统集成则更难,因为它需要各项功能的正确及平衡选择。

         

        为了取得成功,我们需要将芯片设计人员和软件开发人员编入到一个紧密配合的团队,以攻克各种安全和无线设计挑战。我们需要软件开发人员致力于芯片,同时电力设计人员则需要涉猎软件。要实现更好的芯片产品,使其具有更低的功耗、更高的性能、更易于维护和升级,硬件和软件团队之间的密切协同互动至关重要。从本质上看,芯片和软件设计之间的更密切配合就能产生更好的产品。这正是我们Wireless Gecko产品组合一直坚持的方法,从而使该产品系列成为了芯片和软件的统一平台,打造出了可以在多种无线通信协议和生态系统间实现灵活物联网连接的能力。

         

        扩大在中国新兴科技领域发声

         

        中国市场是Silicon Labs具有战略意义的重要市场,特别是对于我们的物联网、时频和隔离产品。在服务中国市场的厂商中,Silicon Labs也是独树一帜,因为我们为物联网连接提供了一站式服务。我们能够支持所有的、非常重要的无线连接可选协议,包括蓝牙、Zigbee、Thread、dotdot、Wi-Fi和专有协议,以支持中国市场上的各种智能家居、智慧工厂和智慧城市应用。

         

        在我们无线连接解决方案之外,我们还提供多样化的8位和32位MCU产品组合,用于嵌入式物联网应用的Micrium软件,用于光、生物指标、环境和磁场变化的传感器,以及可以帮助我们客户去加速和优化其设计的开发工具。

         

        Silicon Labs也是中国市场上领先的时频解决方案提供商,我们丰富的时钟、振荡器、缓冲器和抖动衰减器产品组合,为中国的网络和电信基础设备公司提供了高性价比的、频点灵活的、低抖动的解决方案。除了我们在固网市场上占据优势的市场份额,我们也在为即将降临到中国的5G市场机会提供高性能的时频器件。

         

        作为数字隔离技术领域内的市场领先者和创新者,Silicon Labs深入地参与了中国的各种绿色能源应用,包括太阳能、风力发电和电动汽车的电池管理。我们与中国各地的客户密切合作,基于Silicon Labs领先同侪的隔离技术去为市场带来可靠、安全和高能效的产品。

         

        而在这些之上,Silicon Labs正在致力于扩展我们在中国的人力和商业资源,以支持我们本地的团队和客户,并加速产品上市时间,同时“从插座到系统”全方位提升我们提供给中国高价值客户的硬件和软件支持。我们正在和Silicon Labs的公司级营销部门协同,去增加和加强我们在中国的营销活动,进一步巩固Silicon Labs在中国的良好声誉和知名品牌。

         

        随着诸多物联网应用的终端节点数量持续攀升,物联网安全性成为了一个需要解决方案的关键担忧。根据市场研究机构Gartner的分析,到2022年物联网安全性总预算的一半将被投入到错误修复、产品召回和安全措施丧失,而不是保护。要阻止未来在物联网中出现攻击的情况,其最佳途径是在能力方面总是领先对手一步。随着攻击者不断去提升技术能力和发现新的弱点,器件的安全防护能力必须持续演进。

         

        Silicon Labs物联网解决方案及技术信息:https://cn.silabs.com/solutions/iot

         

        原文链接:http://www.eefocus.com/communication/399810

         

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      • 2/8日在线研讨会:利用多协议无线连接强化家庭和楼宇自动化

        Siliconlabs | 01/22/2018 | 08:26 AM

         

        受益于各种无线协议特定应用的长远发展,智能照明在家庭和楼宇自动化方面已获得显着的成果。为了帮助行业人士进一步了无线解多协议的技术和应用发展趋势,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)将于2月8日举办主题为:“利用多协议无线连接强化家庭和楼宇自动化”的在线研讨会。我们将讨论最适合智能照明、家庭和楼宇的无线技术,以及在单一设备上同时运行Zigbee和蓝牙低功耗的优点。我们也将会回顾多协议相关实施的重要考虑因素,和概述可实现的先进功能,像是如何利用信标和智能手机直接控制的智能灯具和连接灯具。

         

        请加入我们在2018年2月8日星期四早上10:00举行约达一小时的线上研讨会,我们将在活动最後的问与答直播时段回答您的问题。欢迎报名!

         

        在线研讨会详细信息

         

        • 主题:利用多协议无线连接强化家庭和楼宇自动化

        • 日期:2018年2月8日

        • 时间:香港时间早上10:00 点钟

        • 主讲人:Silicon Labs亚太区市场拓展高级经理陈雄基(Desmond Chan)

        • 报名网址:https://event.on24.com/eventRegistration/EventLobbyServlet?target=reg20.jsp&partnerref=community&eventid=1572560&sessionid=1&key=17DA2F8F90FFAF94C90B47E8AFC5FDC5&regTag=215594&sourcepage=register

         

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      • 【成功案例】超低抖动时钟实现 100G 以太网性能

        Siliconlabs | 01/22/2018 | 08:25 AM

         

        随著数据中心的高速网络传输技术的改朝换代,设备开发商对于定时设计的要求更加严格。因应市场需求,Silicon Labs (亦称“芯科科技”)提供一系列高性能、低抖动的时钟发生器,可以将更多功能整合到更小空间内,协助客户加速实现100G以太网的设计。请至我们官方网站探索一家市场领先的企业交换机制造商通过Silicon Labs时钟解决方案将成功将设计从 GbE 迁移到 10GbE的应用案例!

         

        市场现状

         

        数据中心业者正积极升级以太网络技术以满足巨量的资料传输需求,交换机设备的时钟设计正面临著更高规格的要求,相关时钟器件需要支持非常低的抖动性能和多个时钟域及频率。

         

        解决方案

         

        由于 10GbE 的抖动要求比 GbE 更为严格,于是客户在超低抖动的 Si5341 时钟发生器中进行设计。这台设备可以提供所有的 PHY、交换机和 CPU 时钟,从而在简化设计的同时提供与系统级抖动规格相比有 80% 的余量。

         

         

        Silicon Labs的任意频率、任意输出Si5341/40时钟发生器结合了宽频带PLL和专利的MultiSynth小数合成器技术,提供一个功能丰富的超低抖动时钟发生器平台。这一高度灵活的架构能够在 10 差分时钟输出端上合成一系列高达1028MHz的整数和非整数相关频率,同时提供误差为0ppm的低于100fs RMS的相位抖动性能。每个时钟输出端的格式和输出电压都可以分配,从而使 Si5341/40 能够利用单个设备替代多个时钟 IC 和振荡器,成为真正的“芯片时钟树”。

         

        有关Silicon Labs的Si5341/40时钟发生器产品信息,请访问:https://cn.silabs.com/products/timing/clocks/high-performance-clock-generators

         

        设计优势

         

        Silicon Labs 的专利技术可以使单个时钟发生器合成时钟的任何组合,从而构成适用于大多数应用的单芯片时钟树。行业领先的100fs RMS 的抖动性能可帮助确保首次通过设计的成功,并尽可能减少高速数据通信系统中的错误率。

         

         

        定时基础知识

        • 时钟树:设备的组合,包括在系统中生成、分发和合成时钟信号的时钟发生器、振荡器和缓冲器

        • 抖动:时钟信号与其理想值之间的时序偏差

        • 抖动余量(也称作抖动预算):抖动余量是指实际系统抖动与仍然可以支持特定数据速率的可允许抖动之间的差量。

         

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      • Silicon Labs CEO: “无线多协议”助我们攻占IoT一席之地

        Siliconlabs | 01/22/2018 | 08:25 AM

         

        今年的CES展会中,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)以展出先进的动态无线多重协议解决方案,以及各种IoT所需的低功耗组件而大放异彩,我们的首席执行官Tyson Tuttle先生也在展会期间接受媒体专访,说明Silicon Labs在IoT无线领域上取得的重要成功,以及公司未来针对IoT市场的布局。

         

        Tyson表示,Silicon Labs正在经历高速成长。我们目前的优势是“客户知道我们长期服务于物联网”,而且我们一直专注在扩大无线多重协议产品组合,并提供包括软件在内的完整IoT解决方案,这些努力已经带来一些成果。我们在2017年第三季达成IoT产品业绩超越1亿美元的新纪录,目前所有IoT产品营收也已经超越公司整体营收的50%。透过这种坚实的软硬整合能力将能把公司带到未来长远之处。关于Tyson Tuttle先生的完整采访文章内容,请访问Silicon Labs中文论坛。

         

        Silicon Labs首席执行官Tyson Tuttle先生

         

        专注IoT技术,稳定营运

        Silicon Labs在进军物联网市场时采取了一种有条不紊的方法,致力于扩大其无线产品组合,并在不同的无线网络之间开发多协议环境。这些努力最近在2017年第三季度实现了其公司IoT产品销售业绩达1个亿美元的新纪录。

         

        面对近来半导体行业的并购潮,Tyson认为,在长期的并购热潮中,面临未来不确定性的企业往往会取消计划,或失去人才。不稳定性会引起顾客和员工的困惑和焦虑。 “人们倾向于认为,先等等,看看他们接下来会发生什么事,举例来说,高通公司原计划于2017年底收购恩智浦,目前该收购仍然悬而未决。与此同时,高通还可能会在Broadcom去年年底发起的恶意收购中被对手竞价收购。

         

        另一方面,Silicon Labs延揽前飞思卡尔或恩智浦半导体公司的几位能人,更加能发挥公司本身的IoT技术和市场策略等优势。Silicon Labs目前的优势是“我们的客户知道我们长期服务于物联网,”首席执行官 Tuttle告诉我们,Silicon Labs预计其物联网业务将以25%的复合年增长率成长。考虑到该公司一半的物联网收入来自无线产品,他补充说:“我们的无线业务正在以40%(CAGR)的速度增长。”

         

        持续壮大的‘无线’实力

        除了旗下的蓝牙、Wi-Fi、Zigbee/Thread和Sub-GHz这些已经覆盖相当完整的IoT无线多协议技术阵容外,上个月Silicon Labs宣布计划以2.82亿美元现金收购Sigma Designs。目前该收购案还没有完成,一旦正式合并将扩大Silicon Labs的物联网连接产品组合,将Z-Wave(一种使用低能量无线电波的无线网状技术)用于物联网智能家居设备。

         

        Z-Wave的加入对于Silicon Labs来说将是一个非常重要的时刻。Silicon Labs已经花了几年的时间稳步扩大其无线产品组合(目前包括蓝牙,Thread和Zigbee),耐心地开发多协议解决方案。

         

        根据Z-Wave联盟的统计,Z-Wave已经开发了2100多种可互用的Z-Wave产品,自2001年以来销售了超过7000万个Z-Wave产品。

         

        未来的IoT市场战略

        那么,Silicon Labs的下一步呢?任何计划进入NB-IoT或任何其他低功率广域网技术?Tuttle说:“广域网(WAN)是我们正在观望的事物,”但是公司在该市场没有立即的计划。

         

        Silicon Labs一直专注于个人区域网络(PAN)和局域网(LAN),而不是WAN。当移动运营商涉足构建物联网时,Tuttle仍然对广域网持怀疑态度。他问,物联网设备供应商的问题是,如果你不得不向蜂窝网络运营商交钱,那么,“你将如何赚钱?”

         

        他指出,Silicon Labs不是高通、联发科、华为或英特尔。 “我们发现广域网存在市场风险。此外,我们不想跳入不能成为领导者的市场。”

         

        Tuttle在上周宣布了与Hager Group(法国Obernai)的合作。Hager Group推出了一款新型智能RF模块,采用了Silicon Labs的无线Gecko SoC,结合了2.4GHz蓝牙,Sub-GHz KNX和Sigfox LWAN连接。该模块旨在实现“2.4 GHz,868 MHz和433 MHz的高能效多协议和多频带连接”。

         

        Tuttle认为,Silicon Labs面临的最大挑战是“如何使研发工作更高效”。物联网市场的分散已经产生了数百个物联网应用,成千上万的客户寻求不同的实施方式。

         

        Silicon Labs需要提供差异化的产品组合,以满足不同应用的需求。然而,为每个公司设计一个单独的产品是效率低下、不可扩展的。 Tuttle说:“这就是为什么我们开发一个通用平台变得非常重要。我们的目标是在软件中提供多种协议支持的硬件,然后聚合许多功能。”

         

        Tuttle说,这就是RAIL进来的地方。该公司开发了一种通用的无线电接口层,称为RAIL,蓝牙和Zigbee协议栈都运行在该接口层上。值得注意的是,Silicon Labs在2016年收购了实时操作系统供应商Micrium。正如Silicon Labs的高级副总裁兼物联网产品总经理Daniel Cooley在接受电子工程专辑(EETimes)采访时告诉我们的那样,Silicon Labs的工程团队已经将其RTOS内核用于连接的物联网应用。

         

        蓝牙和Zigbee堆栈都设计为运行一个通用的无线接口层,称为RAIL。

         

        Silicon Labs设计了一个无线电调度器(Radio Scheduler),它管理来自协议的请求,以访问无线电,而Micrium OS内核之间共享资源。总之,物联网设备开发人员可以使用RAIL作为通用的API和接口来共享无线电。

         

        Tuttle表示,优先考虑项目并简化客户的物联网设计至关重要。开发模块也很重要。 “模块可以帮助。实际上,我们物联网收入的25%来自我们的模块业务。“

         

        Tuttle认为Silicon Labs今天的优势在于“我们的客户知道我们致力于物联网市场。我们是物联网的一站式商店,支持从软件到硬件,一直到模块的所有事情。”这种市场信心 - “Silicon Labs将永远都会在那里,为客户提供包括公司自己的软件在内的完整IoT解决方案”-可以把公司带到未来长远之处,Tuttle解释说。

         

        原文链接:https://www.eettaiwan.com/news/article/20180117NT02-As-Rivals-Tussle-Silicon-Labs-Soars

         

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      • 【行家开讲】如何为嵌入式系统选用适合的MCU平台?

        duo zhang | 01/18/2018 | 08:44 AM

         

        工程师在选择一款MCU平台进行嵌入式系统开发时,不仅要考虑MCU芯片自身的性能,还要考虑该MCU平台是否能方便地实现代码的移植和软件的兼容,硬件设计是否可以进一步优化,从而节省开发时间、缩短产品上市周期。如果MCU平台选择得合适,产品的设计也就成功了一半。

         

        随着物联网(IoT)蓬勃发展,MCU平台如何让产品更好地做到安全的互联互通?如何实现不同协议标准间的兼容?如何降低系统功耗?关于上述选用适合的MCU平台的问题,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)微控制器和传感器产品高级营销经理 Øivind Loe 先生日前接受行业媒体专访时为广大的IoT设计工程师们提出了实用的建议。请观看全文。

         

        IoT多协议各司其职成为新趋势

        ØivindLoe 表示,在物联网领域内的主流无线技术包括:Wi-Fi (802.11)、采用网状网络的Zigbee 和Thread (802.15.4),以及低功耗蓝牙 (Bluetooth Low Energy)。许多私有协议也被广泛应用于工业物联网应用,特别是在Sub-GHz频段。每种协议都针对特定的应用需求,但是没有一种协议能够提供通用的、万能的解决方案。

         

        举例来说,Wi-Fi接入点无处不在,为流媒体和安防摄像头等应用提供高带宽。我们看到在家庭联网市场中,802.15.4平台上的Zigbee和Thread的出货量稳步增长,尤其是在电源受限、电池供电的应用领域内。虽然现在已有了一个很大的Zigbee生态系统,但越来越多的开发人员正在将支持Thread的设备转移到这些生态系统中,以便为未来的变化做好准备。

         

        Zigbee已经建立了一套现在被称为dotdot的、丰富的“集群库”或应用层,它可以在Thread之上运行,以支持设备之间和网络的互操作性。低功耗蓝牙继续快速增长,这得益于点对点连接的简易性,以及与智能手机等移动设备连接的能力。蓝牙网状网络规范目前还处于早期采用阶段,这种新的网络协议将如何在市场上发挥作用还有待观察。

         

        多协议无线SoC助力物联网应用加速部署,更新

        物联网的一个重要新趋势是多协议无线SoC的兴起,它可以支持在单一SoC上进行多个协议之间的动态切换,如Zigbee和低功耗蓝牙。这种多协议解决方案可实现物联网应用的高级功能和互操作性,且不会带来双芯片架构的额外复杂性和硬件成本,从而将无线子系统物料清单(BOM)成本和尺寸降低达40%。动态多协议软件允许用户使用智能手机APP通过蓝牙直接对Zigbee网状网络进行部署、更新、控制和监控。

         

        多协议技术还可以通过蓝牙信标扩展基于Zigbee的可连接照明和楼宇自动化系统,更轻松地在室内部署可扩展的、基于位置的服务基础设施。通过向Zigbee网状网络添加低功耗蓝牙功能,开发人员可以创建更易部署、使用和更新的下一代物联网应用。我们相信,这种多协议的能力将是明年增长最快的趋势之一。

         

        为了满足这一市场需求,Silicon Labs提供了一个无线Gecko多协议SoC的组合,支持Zigbee、Thread、低功耗蓝牙和私有的无线连接。除了提供广泛的连接选项之外,无线Gecko平台还允许开发人员利用相同的工程专有技术和重用硬件和软件,跨越多种应用来应对不同的需求。这种多协议方法在开发新产品时带来了敏捷性和效率。

         

        低功耗设计仍是重中之重

        减少电流消耗仍然是便携式物联网设备市场的主要焦点。超低功率的MCU和无线SoC现在可以极大地减少芯片运行和深度休眠时的功耗,从而延长联网设备的电池续航时间。

         

        为了充分发挥当今MCU和SoC的电流功耗规范,开发人员必须考虑许多因素。显著提高电能效率的方法是,在执行代码以及在发送或接收无线信号包时减少电流的消耗。这些电流应该尽可能低,这将有利于大多数时间都在工作的应用。然而在那些场景中,对许多仅靠很小电池运转的联网设备应用来说,很重要的是使其MCU尽可能多地处于休眠状态。

         

        休眠电流很重要,但是更重要的是MCU在休眠状态下完成工作的能力。以Silicon Labs的Gecko MCU和Wireless Gecko SoC为例,即使在深度休眠模式下,其绝大多数周边功能还能继续工作。这些功能包括多个模拟外设,如ADC、运算放大器、DAC、分段LCD驱动器、电容式触摸传感器、通信接口、多个定时器等;以及低功耗传感器接口(LESENSE)等低功耗外设,它能自主精密地完成传感器监控;还有外设反射系统(PRS),它自主地将不同的外设交互联系在一起,并支持它们在深度休眠模式下互动。

         

        为了使低功耗平台的效益最大化,关键是使其能够应对广泛的应用场景,从CPU和射频部分经常工作的高占空比型应用,到其大部分时间都处于休眠模式、但同时仍然在监测其环境的休眠型应用。

         

        欲了解Silicon Labs支持动态多协议的Wireless Gecko系列无线SoC和模块产品信息,请访问:

        https://cn.silabs.com/products/wireless/wireless-gecko-iot-connectivity-portfolio

         

        原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/n2XePaa8naVzGx01lAvDBg 

         

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