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      • 物联网英雄-海格集团打造多协议连接智能家居平台

        Siliconlabs | 06/179/2018 | 06:48 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)最近有机会与海格集团的高级研究经理Jean-NoelPAILLARD进行了交谈,该公司是一家具有62年历史的德国公司,为住宅,商业和工业建筑中的电气装置提供解决方案和服务。

         

        凭借在建筑物内实现电子设备无缝工作的悠久历史,海格集团对连接性问题具有独特的视角。海格集团定期为其全球客户解决多协议和不可操作性问题,并最近发布了用于楼宇自动化的新型智能家居平台。Jean-Noel分享了他开发新平台的见解,并解释了与连接标准相关的一些挑战。欢迎观看完整文章内容。 

         

        请告诉我们多协议连接的重要性以及为什么它对您的客户很重要?

        新的应用程序和设备如此迅速地出现,使得互操作性成为当今技术领域的关键挑战。市场上有许多无线协议,每个都有自己的优势和弱点,这取决于应用程序。因此,我们不是为每个应用程序构建新的连接协议,而是使用现有标准并找出每个应用程序的最佳标准。我们努力寻找正确的关系,搭建桥梁,为我们的每项服务和解决方案创造正确的技术。

         

        有时候,市场似乎将现有的无线标准看作是一种战斗,而不是共同努力。你是否认为最终会有一个标准成为赢家?

        在我看来,不会有连接协议作为获胜者出现,而且在这种情况发生之前这段时间会非常长 - 如果确实如此的话。同时,你必须与众多技术和标准合作。海格集团拥有合适的工具和技术来实现这一目标,并且这是我们为客户提供的核心价值之一。

         

        请告诉我关于你的新智能家居平台和智能RF模块吗?创造这项技术的动力是什么?

        我们创造该平台的首要动力是未来智能家居市场的规模和增长潜力。我们建立了这个平台,以确保我们能够尽可能成功地为我们的客户提供服务,因为物联网在建筑领域的应用持续增长。根据我们所服务的国家或地区的不同,这些技术和标准差异很大,从而产生不可操作性和无线连接问题。通过构建新的平台,我们可以克服这一挑战并满足各种服务和解决方案,不管在哪个地区。为了做到这一点,我们需要一个可以处理多种频率和协议的平台。

         

        我们在考虑OEM客户的情况下构建了该平台,因为他们有特定的要求,并且确实需要一个适用于各种协议的平台。除了多协议之外,我们知道该平台必须尽可能小,需要低功耗,并且能够处理大量应用。

         

        Silicon LabsWireless Gecko是如何参与其中 - 尺寸和能量消耗非常重要吗?

        对,就是这样。 Gecko尺寸小,但在射频发射和接收方面功能强大,而且SoC上的安全和加密元件已准备好,并且在同类产品中性能最佳。

         

        技术评估过程是如何进行的?

        我们在2015年开始了该项目,最初我们考虑三家公司,SiliconLabs就是其中之一。根据其提案规格,我们最终拒绝了一家公司,其他两项竞争技术直接基于技术设计和技术试验。我们进行了大量的测量和测试,最终,经过4- 6个月的过程,我们选择SiliconLabs作为最佳和最具进化性的解决方案。

         

        告诉我一些关于该平台的2年开发过程。你的障碍和/或惊喜是什么?

        我们希望保持激进,所以我们与Silicon Labs紧密合作,共同构建最佳设计。我们提供了正确的规格需求,以使您的团队能够根据我们的要求调整设计。从技术上讲,我们面临的最大挑战是理解您的平台的功能,因为它是一个综合平台。这就是为什么在这个设计过程中建立稳固的合作关系非常重要- 我们公司的两个团队都对变化和发展障碍做出了迅速反应,并始终在正确的时刻找到正确的答案。多协议管理很困难,因为每次我们修改一个协议时,我们都必须验证另一个协议没有受到影响。因此,我们经常检查以确保协议不会影响其他协议和/或平台的性能。

         

        我知道它刚刚在1月份发布,到目前为止的市场反应如何?

        是的,我们已经在1月份推出的Hager解决方案上首次实施了这个平台,使得住宅配电板可连接,可用和安全。

         

        由于其可靠和安全的电气安装,海格集团多年来一直在保护家居。作为一家创新型工业公司,我们不断超越技术基础,面对连接设备和智能解决方案日益增长的需求。这方面的一个例子是突破性解决方案:“hello”,一种用于现有电气安装的连接插入式设备。它在发生电气问题时提供实时警报,以确保用户的安全。远离周末?冰箱里有一些特殊的葡萄酒?冷冻机中的肉或特定菜肴?

         

        Hello确保重要电路/设备的电源可用性,并会在发生任何电气问题时通知您。因此,您的酒窖可以保持在正确的温度。我们目前正在研究即将上市的新应用。

         

        你觉得未来5 - 10年的物联网和连接性将会怎样?

        需要大量物联网连接的两大流行趋势是机器人技术和人工智能。这些新技术将使IoT从一个顺从的系统变成一个无意识的系统,在这个系统中,您不必关心系统- 它可以独立运行。今天你还得问你的系统做些什么,我想明天你不需要。

         

        此外,我看到未来IoT解决方案,服务和应用程序将更多地用于移动,特别是当我们谈论交通时(例如电动汽车)。挑战将是以安全,高效和环保的方式将电动汽车和智能家居连接在一起。

      • 【新品上市】业界最全面的56G/112G SerDes时钟

        Siliconlabs | 06/179/2018 | 06:48 AM

        Silicon Labs发布业界最广泛的56G/112G SerDes时钟产品系列

        -Si539x时钟提升频率灵活性和抖动性能-

        -Si56x UltraSeries™ XO/VCXO提供最大可达3GHz的任意频率时钟-

         

        Silicon Labs(亦称 “芯科科技” ,NASDAQ: SLAB)日前宣布扩展其时钟产品系列,以满足56G PAM-4 SerDes和新兴112G串行应用对于高性能时钟的要求。通过此次产品系列的扩展,Silicon Labs成为唯一一家可为100/200/400/600G设计提供全面时钟发生器、抖动衰减时钟、压控晶体振荡器(VCXO)和XO选择的时钟供应商,并且满足100 fs以下参考时钟抖动要求并留有余量。请观看完整的产品发布新闻内容。

         

        包括Broadcom、Inphi、Intel、MACOM、Marvell、MediaTek和Xilinx在内,领先的交换SoC、PHY、FPGA和ASIC制造商正在转移到56G PAM-4 SerDes技术,以支持更高带宽的100G+以太网和光网络设计。为了满足56G SerDes参考时钟的严格要求,硬件开发人员通常需要100 fs(典型值)以下RMS相位抖动规范的时钟。这些设计通常需要与CPU和系统时钟等其他频率时钟混用。Silicon Labs是首家为56G设计提供完全集成时钟IC解决方案的时钟产品供应商,该解决方案将SerDes、CPU和系统时钟集成到单一器件中。

         

        在56G应用中,硬件开发人员通常会寻求完整的时钟树解决方案,以保证100 fs以下的RMS相位抖动,从而确保足够的余量并减少产品开发风险。Silicon Labs的新型时钟和振荡器产品满足当前这些严格的56G SerDes要求、以及新兴的112G串行SerDes设计需求,这些设计在未来的数据中心和通信应用中将得到迅速发展。

         

        Silicon Labs时钟产品高级营销总监James Wilson表示:“Silicon Labs的新型时钟发生器、抖动衰减器和VCXO/XO构成了业界最广泛的、频率灵活的超低抖动时钟器件系列产品,适用于基于56G SerDes的最新100/200/400/600G通信和数据中心设计。无论我们的客户是在设计同步还是自由运行的系统,我们都能提供合适的超高性能时钟解决方案,以满足他们的56G SerDes应用需求。”

         

        SiliconLabs Si5391是业界最低抖动、任意频率时钟发生器。它是市场上唯一能够从单一IC提供200/400/600G设计所需全部时钟频率的时钟发生器,同时为56G SerDes参考时钟提供100 fs以下RMS相位抖动性能。具有多达12个差分输出,Si5391时钟提供频率灵活的A/B/C/D等级选项。精密校准P级选项可以为56G SerDes设计中所需的主频率提供优化的69 fs(典型值)规格RMS相位抖动性能。Si5391是一款真正的100 fs以下“单芯片时钟树”解决方案,设计旨在从同一IC合成所有输出频率,同时满足56G PAM-4参考时钟抖动要求并留有余量。

         

        SiliconLabs Si539x抖动衰减器提供业内领先的抖动性能和频率灵活性。这些超低抖动时钟旨在满足互联网基础设施的严格规范和高性能要求,可降低各种时钟应用的成本和复杂性。Si539x任意频率抖动衰减时钟能够从任意频率输入时钟产生任意频率输出时钟组合,同时提供业界领先的抖动性能(90 fs RMS相位抖动)。Si5395/4/2 P级器件为56G/112G SerDes时钟应用提供了最佳的抖动性能(69 fs RMS典型相位抖动)。

         

        新型Si56x Ultra Series VCXOXO系列产品非常适用于需要超低抖动振荡器的下一代高性能时钟应用。Si56x VCXO/XO可定制到最大3GHz的任意频率,支持两倍于之前的Silicon Labs VCXO产品的工作频率范围,且抖动减半。Si56x振荡器采用业界标准的5mm x 7mm和3.2mm x 5mm封装,提供单路、双路、四路和I2C可编程选项,与传统XO、VCXO和VCSO的引脚兼容并可直接替换。该系列器件的典型相位抖动低至90 fs。

         

        Silicon Labs还为需要更高稳定性及长期可靠性的应用提供Si54x Ultra Series XO系列产品,例如光传输网络(OTN)、宽带设备、数据中心和工业系统等应用。Si54x XO专为56G设计而构建,其依靠四级脉冲幅度调制(PAM-4)信号进行串行数据传输,以增加每通道的比特率,同时保持带宽不变。使用Si54x XO作为低抖动参考时钟可以最大限度地提高信噪比(SNR)余量,最大限度地减少误码并提高信号完整性。Si54x系列产品具有最佳的性能,且典型相位抖动低至80 fs。

         

        供货

        Silicon Labs新型时钟和Ultra Series振荡器已经量产,可提供样片。我们提供各种评估板(EVB)以加速器件评估和开发,同时通过ClockBuilder Pro(CBPro)软件支持Si5391和Si539x系列产品,这使得器件配置和定制变得非常简单。客户可以使用CBPro为其特定需求量身定制时钟解决方案,并可在两周内收到样片。

         

        欲了解Silicon Labs针对56G应用的时钟解决方案的更多信息,以及为Si5391时钟发生器、Si539x抖动衰减器和Si56x/4x XO/VCXO订购样片和评估板,请浏览网站:https://cn.silabs.com/products/timing/56g-pam-4-serdes-clock-solution

      • 2018《蓝牙市场最新资讯》出炉,多样新兴应用蓄势待发!

        Siliconlabs | 06/176/2018 | 07:31 AM

        蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)于2018 Bluetooth Asia蓝牙亚洲大会发布了《蓝牙市场最新资讯》。报告指出,2022年,将有52亿蓝牙设备输出,并广泛应用于各个行业中。从蓝牙mesh网络与蓝牙5的发展态势来看,蓝牙正在为未来数十年将于物联网中广泛应用的工业级无线互联解决方案蓄势待发。

         

        ABI Research调研机构的帮助下,《蓝牙市场最新资讯》以社区技术市场三大板块详细展示了蓝牙技术联盟独家的市场需求预测,帮助全球物联网行业中的决策者了解当前最新的蓝牙市场趋势,以及蓝牙技术如何在其发展蓝图中发挥积极作用。欢迎观看完整文章内容。

         

        蓝牙技术联盟成员社区发展状况

        蓝牙技术联盟成员规模持续保持强劲增长。2017年底,蓝牙成员公司在全球已经突破33,000家,其总数量在5年内增长90%,彰显着蓝牙技术在全球范围内的真正影响力。去年,在新加入超过2,000位工作组及委员会成员的帮助下,蓝牙技术联盟内工作组几乎每月推出一项全新规格或规格更新。

         

        2016年12月,蓝牙技术联盟推出新一代核心规格“蓝牙5”,并在次年7月相继推出蓝牙mesh网络功能。随着不断强大的蓝牙社区持续完善蓝牙规格及技术,让蓝牙在物联网市场地位得以进一步凸显。报告指出,预计从2013年至2022年,蓝牙设备出货量的复合增长率将达到12%。

         

        主要蓝牙市场发展趋势及预测

        智能楼宇:蓝牙通过实现室内定位和位置服务,扩展了“智能楼宇”的定义,这些服务专注于提升访客体验、提高住客生产力、并优化空间利用率。于2017年推出的mesh网络标志着蓝牙正式进军全楼宇自动化。在全球排名前20的零售商中,75%已部署了基于位置的服务。预计至2022年,采用蓝牙的位置服务设备年出货量将增长10倍。

         

        智能工业:为提高生产效率,领先的制造商正在大举进行工厂车间蓝牙传感器网络的部署。而蓝牙智能手机和平板电脑正在成为工厂和工业环境中的中央控制设备,为监控和控制工业机械提供了更安全的接口。预计至2022年,资产追踪与管理解决方案的年出货量将增长12倍。

        智慧城市:无固定停放位置的共享单车于2016年首次引起了公众的关注。2017年,其全球稳步推广加速了市场增长,其中在亚太地区的扩张非常显著。政府官员和城市管理者正在部署蓝牙智慧城市解决方案,以改善运输服务,包括智能停车场、智能仪表、以及更完善的公共交通服务。蓝牙Beacon驱动着基于位置的服务在所有智慧城市细分市场中都走上了快速增长的轨道。这些智能城市服务旨在为音乐会观众、体育场馆、博物馆爱好者、观光游客创造丰富的个性化体验。

        智能家居: 2018年,首批蓝牙全家居自动化系统已经面世。蓝牙网络将持续提供可靠的无线连接平台,实现照明、温控、烟雾探测器、摄像头、门铃、门锁等的自动化控制。其中,预计照明为主要用例,其未来五年的年复合增长率将达54%。同时,智能扬声器已成为智能家居的潜在中央控制设备。2018年蓝牙智能家居设备出货量将达到6.5亿。至2022年底,智能扬声器的出货量预计将增长3倍。

        手机、平板电脑及个人电脑:相比之前的任何版本,最新版本的蓝牙核心规格“蓝牙5”更为迅速地被智能手机所采用,进一步加速了互联设备、Beacon装置、以及关键物联网支持解决方案的广泛部署。2018年之后出货的智能手机、平板电脑、笔记本电脑将百分之百采用蓝牙,预计单就2018年在此领域的蓝牙设备出货将达到20.5亿。

        音频及娱乐:新一类的扬声器已经出现,至2018年底,蓝牙智能扬声器市场的年出货量将是目前的两倍,并预计于2022年底将增长3倍。无线耳麦、头戴式耳机和入耳式耳机将也占整个音频市场80%以上的市场份额,值得注意的是,入耳式耳机开始在市场上占据主导地位。此外,2017年,助听器制造商新品不断,相信蓝牙可为听力受损人群提供医疗级的音频质量。

        汽车:蓝牙如今已成为大多数新车的标配,2018年,所有新车中高达86%的比例将具备蓝牙连接的功能。蓝牙无线传感器系统能够将侦测信息和警报传输到服务管理解决方案,从而简化了商业车队及消费及车辆的维护。预计至2022年,车用设备年出货量将增长4.5倍。与智能手机融为一体的智能车钥匙将通过蓝牙连接实现自动锁定和解锁检测、自定义座椅设定、分享虚拟钥匙等便利功能。

        互连设备:更专业化、功能更齐全的蓝牙新型健身设备已经出现并将持续增长。医疗服务提供商需要更科学地管理用药、诊断伤情、接收病情新信息,并推动医疗保健领域蓝牙可穿戴设备在未来5年的年复合增长率达到28%。而新的企业级用例正推动着蓝牙可穿戴设备在员工群体中的采用快速增长,并成为互联设备市场发展最快的领域之一,预计至2022年,企业级蓝牙可穿戴设备出货量将达到1.02亿。

         

        主要蓝牙技术发展趋势及预测

        除市场趋势与预测之外,报告介绍了蓝牙技术自问世二十年来的发展历程,以及未来蓝牙技术的发展趋势,特别是设备层网络、位置服务、数据传输、音频播放四个领域

         

        设备层网络:蓝牙mesh的推出加速了设备网络解决方案的发展。“照明控制系统”与“无线传感器网络”是推动设备网络应用增长的两大用例,并迅速成为许多控制系统的首选无线通信平台。低功耗蓝牙的mesh拓扑针对大型设备网络的创建进行了优化,“蓝牙无线传感器网络(WSN)”能够监测光照、温度、湿度和占用情况,帮助提高员工生产力、降低楼宇运营成本、更好地满足生产设备对于环境条件和维护的要求,预计至2022年,蓝牙设备网络产品年出货量将增长5倍。

         

        位置服务:低功耗蓝牙的广播拓扑尤其适用于实现室内定位和基于位置的服务,基于蓝牙Beacon的室内导航解决方案已迅速成为一种能够应对GPS无法解决的室内覆盖的标准方法,智慧城市如今已开始探索地标Beacon如何提高市民的生活质量并提升游客体验,其解决方案正在办公楼、机场、会展中心、甚至世界各地的城市街道中得以部署,帮助楼宇业主和城市规划者更好地了解空间的使用方式。预计至2022年,基于位置服务的蓝牙设备年出货量将增长10倍。

         

        数据传输:低功耗蓝牙的点对点拓扑针对极低功耗的数据传输进行了优化,使其成为互联设备产品的理想选择。蓝牙赋力可穿戴设备,健身追踪器和智能手表,监测步数、锻炼、活动和睡眠。从血压监测仪到便携式超声波和X光成像系统,蓝牙技术可帮助人跟踪并改善整体健康状况,使医疗专业人士能够更轻松地提供优质的护理服务。

         

        音频传输:蓝牙基础速率/增强资料速率(BR / EDR)的点对点拓扑已针对音频传输进行了优化,使其成为无线音频的标准载体。蓝牙耳机曾是无线音频市场中的始祖级设备,如今已成为手机的必备配件。蓝牙车载信息娱乐系统可与驾驶员的智能手机配合使用,让驾驶员能够专注于最重要的道路行驶。预计至2022年,音频传输和数据传输解决方案年出货量将增长2倍。

         

        Silicon Labs提供最新最完整的蓝牙解决方案

        Silicon Labs是市场上首批提供完整的蓝牙5和蓝牙网状网络软硬件解决方案的供应商之一,全方位的蓝牙产品线包括:

        ·      多协议SoC和模块:业界领先的多协议SoC配合世界最小的SiP模块,为您加速到达市场时间。

        ·      蓝牙协议栈和SDK:我们内部开发基于最新蓝牙5和蓝牙Mesh的协议栈和SDK。

        ·      易于使用的工具:完全免费的开发工具和iOS及Android参考应用。

         

        探索完整的Silicon Labs的蓝牙产品信息:https://cn.silabs.com/products/wireless/bluetooth

         

        原文链接:

        https://mp.weixin.qq.com/s/m2i4WyWDVkgLHjS2wCsz9A

      • 速度高达150M的汽车级数字隔离器满足BMS/OBC /DC-DC应用

        Siliconlabs | 06/172/2018 | 07:48 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)是领先的芯片、软件和解决方案供应商。Silicon Labs的电容式数字隔离器产品具有低功耗,最多可达8通道,提供良好的电磁兼容性,有效避免外部电磁干扰。正反输入通道数可随意配置,通讯速率可达150Mbps,具有2.5kV,3.75kV,5kV可选的隔离耐压型号的隔离特性,全系产品均过AEC-Q100车规级认证。

         

        Silicon Labs电容隔离器件,提供比传统光电耦合器解决方案更优异的性能,能使设计研发人员设计出更低成本、尺寸更小、性能更高、功耗更低和更加可靠的隔离电路。

         

        Silicon Labs隔离产品在汽车领域,尤其是新能源汽车的BMS/车载充电器(OBC)/DC-DC/充电桩/电驱应用领域,已有很多成熟的客户应用案例,满足了汽车行业对集成隔离解决方案的需求,采用先进的测试技术,大幅降低产品缺陷率,满足最苛刻的汽车应用。

         

        Silicon Labs汽车级数字隔离器型号推荐——已有大量客户出货,品质高,价格较市场主流方案至少20%优势,常年充足库存,交期超快,深受市场欢迎:

         

        1-6通道,速度高达速度150MbpsSi86xx系列:

        正反通道随意搭配,2.5、3.75和5kV隔离电压;具有窄体SOIC-8和-16,宽体SOIC-16和QSOP-16封装。其中,Si860x系列能解决双向总线隔离问题,支持I²C时钟达1.7MHz。

         

        适用于高集成度PLC隔离,集成8通道的Si838x系列:

        小封装,兼顾高速/低速应用,支持并行输出/SPI串行输入。

         

        集成隔离并且两路独立输出驱动,满足上下管半桥MOS管驱动的Si823X系列:

        具有两路独立4A输出驱动能力,隔离电压5kV,-40至+125 °C,符合(AEC-Q100)RoHS等要求。非常适用于供电系统、电机控制系统、DC-DC隔离供电、照明系统、等离子显示器、太阳能和工业变换器。

         

        新兴SiCGaN器件的理想隔离驱动Si827x系列:

        200kV/μs 高CMTI,底抖动(最大1ns抖动),低至2.5V电源电压。

         

        信号传输延时时间低于60nsIGBT驱动器Si8261系列:

        隔离驱动电流,其中0.6A(Si8261A),4A(Si8261B) ;耐压值5kV;采用独特的模拟光敏二极管输入技术;带UVLO功能,轨到轨输出;高可靠性,-40℃-125℃,通过AEC-Q100车规级认证,具有GUL8/SSO6/SO8封装。

          

        了解Silicon Labs丰富的汽车级隔离解决方案:https://cn.silabs.com/solutions/automotive/hybrid-and-electric-vehicles

         

        原文链接:

        https://www.sekorm.com/news/37771629.html

      • 【技术干货】选择合适的无线网状网络技术

        Siliconlabs | 06/172/2018 | 07:47 AM

        网状网络提供了一种实现和增强大量应用的理想技术,例如:楼宇和家庭自动化、照明系统和零售信标系统。网状网络能够使系统降低功耗,延长电池寿命,扩大通信距离并改善总体系统可靠性。欢迎观看完整文章内容。

         

        在点对点或星形网络中,信号范围是输出功率的函数。为了确保设备可以使用电池运行足够长的时间或提高能源效率,理想的情况是降低功耗和输出功率。但是,尽管功耗降低,设备仍需能够与其他设备进行通信和交互。网状网络中每台设备的传输距离更短,因此功耗降低。由于通信通过网状网络上的设备中继,因此系统的总体通信距离可以得到改善。

         

        网状网络还具有其他通信方面的益处,例如它们能够进行动态自愈。举例来说,如果网状网络中的一个节点发生故障,通信能够进行重路由,进而改善可靠性。网状网络的另一重要益处是设备能够直接相互通信。在很多情况下,例如灯泡对开关进行响应,这可以实现消费者期望的快速响应。

         

        网状网络对应用的影响

        使用网状网络,可以使总体系统性能和最终用户体验得到显著改善。借助于楼宇和家庭自动化,设备能够直接相互通信。灯泡开关的操作可直接通过本地网状网络发送至灯泡,无需通过网关与云端进行路由通信。

         

         

        这种立即响应能够改善消费者体验。此外,对于一些用例,例如 HVAC 系统在发生火灾警报的情况下关闭通风,网状网络上的本地通信能够确保正确的系统运行,无需依赖云连接性。

         

        照明系统的部署和管理可得到简化。网状网络提供的长距离连接性意味着互联电灯可部署在距离集线器较远的地方(和星形网络相比)。集线器或网关可部署在一地,然后再部署互联电灯。在部署每一盏灯时,通信距离扩大,使得一个网关能够有效覆盖更大面积。

         

        管理用于零售市场或资产跟踪的信标会变得更加轻松,因为无需每个信标都在手机范围内。此外,还可以在这些区域和设备类型上结合功能。例如,互联电灯不仅可实现自动化,还可用作信标。这种方法能够通过增加位置服务和广告等功能增加电灯的功能和价值。

         

        多种无线协议的案例

        与已经部署的系统的互操作是一条重要的考量因素。以住宅为例,大量设备可能使用 Zigbee 或Thread 构成网状网络。网关或集线器与网关的组合很可能已将这些设备连接到云端以实现更多服务。智能手机也可能与云端通信,然后返回到设备。

         

        为了支持智能手机与设备直接通信,或支持 Apple HomeKit 等生态系统,需要 Bluetooth连接性。如果所有设备都支持该协议,则Bluetooth 可以与另一网状网络结合使用或独自用作网状网络。在设备中添加对多种协议的支持也可带来诸多益处,例如使用智能手机设置或调试设备,而无需Zigbee 或 Thread 网络上的显示。

         

        借助于 Silicon Labs 多协议软件和硬件,可以设计出支持多种无线连接协议的单一产品。

         

        这可以是在现场同一设备进行多种协议的连接,也可以是能够在现场或工厂配置成多种不同无线协议之一的设备。通过在同一SOC 上,或者管脚兼容的SOC 上支持多协议,公司用户可以灵活调整自己的市场策略。借助于安全的更新机制,这些设备能够在现场进行更新以增加其他功能,或对市场上的任何变化作出反应,例如需要特定网状网络的,人气彪升的某个生态系统。

         

        确定合适的网状网络技术

        对于大多数现有家庭自动化和照明系统,必须考虑现有生态系统和部署。例如,为了能够兼容 AppleHomeKit,即使设备通过网状网络连接到其他设备,它也必须支持 Bluetooth 连接进行通信以支持 AppleHomeKit。

         

        许多现有设备使用 Zigbee;对于基于网状 Bluetooth 等技术的新设备,必须考虑通过终端设备或支持多种协议的网关所实现的互操作性策略。同样,不同服务提供商对特定协议或多协议支持有要求,在选择合适的连接性解决方案时必须予以考虑。

         

        连接性要求应考虑整个生态系统,从终端设备到任何网关或集线器,再到应用层和服务提供商。本身不支持 IP 的网络技术,例如Zigbee 和网状 Bluetooth,必须首先在网关处适配 IP。该过程涉及本地网络地址的映射以及将网络层有效荷载重新封装成IP 数据报。

         

        相反,本身支持 IP 的本地网络,如 Thread,可以在不需要介入的情况下转发和路由应用程序有效荷载。在本地网络中加密的数据包在端到端传输过程中仍能保持安全。

         

        比较网状网络标准

        每个网状网络标准为不同的设备类型和应用提供了基于标准的支持。Zigbee 为家庭自动化、照明和计量提供了成熟的应用层支持,而第一个网状Bluetooth 规范主要侧重于照明和一些家庭自动化支持。Thread 是三种网状网络技术中唯一一种基于 IPv6 的网状网络技术。这提供了一些独特的益处,例如同一网络或跨网络的端到端路由和可寻址性,而无需实施其他转换层。

         

         

        网状  Bluetooth

        Thread

        Zigbee

        市场焦点

        照明和家庭自动化

        家庭自动化、照明、楼宇自动化

        家庭自动化、照明、计量

        应用层

        本地网状网络模型

        任何基于  IP 的应用层(dotdot、OCF、Weave)

        dotdot/ZigBee Cluster Library (ZCL),ZCL 包括 HA 和 SE

        IPv6

        云连接性

        智能手机(临时)网关

        边界路由器网关

        网关

        生态系统

        Nest

        服务提供商(例如  Comcast、Deutsche Telekom、Samsung、SmartThing)

        理论网络规模

        32,000

        64,000

        64,000

        路由

        受控泛洪式

        全路由

        全路由

        其他备注

        信标、直接智能手机连接

         

        最成熟

         

        大多数连接设备得益于到云端的连接,从而实现数据聚合等用例。支持 Bluetooth 低功耗的网状 Bluetooth设备能够通过智能手机或平板电脑提供到云端的连接性。这当然是一种临时连接,因为设备在手机或平板电脑不存在时将无法连接到云端以发送或接收信息,因此需要网关提供始终连接的体验。Zigbee需要用于云连接性的网关,而Thread 具有基于 IP 的连接性,因此不需要全网关来在网状网络之间进行桥接。借助于Thread,边界路由器能够以更轻量的方式通过 IP 实现设备与云端的直接通信。

         

        基于所用寻址方案的理论网络规模不能准确反映网络在实际实现中所需的节点数量。实际限制取决于许多因素,包括网络拓扑、数据包大小和性能要求,例如吞吐量和延迟。尽管可以用Zigbee部署一个极大的商业网络,例如位于拉斯维加斯的Aria Hotel的商业系统,它拥有超过 80,000 台联网 Zigbee 设备和多个子网,但实际应用中每个子网的Zigbee设备都限制在100多台。Thread1.1 协议针对每个网络大约250 个节点的性能进行了优化,但是由于Thread 基于 IP,因此边界路由器能够使网络轻松得到扩展和分布。

         

        借助于网状 Bluetooth 中的受控泛洪式模型,设备能够向许多设备进行广播而无需管理路由表,这样就变得非常简单,有利于网状节点可移动或频繁变化的动态用例。但是,对于大型网络,受控型中继需要在安装期间进行网络规划,因为并非每个节点都能配置为中继设备,那样会导致网络性能下降。Zigbee和Thread 等技术具有路由和自动路由表管理功能,从而可实现更高效的网络通信并自动形成网络和节点角色。

         

        协议的全面能力还取决于相应的应用层。虽然 Thread 协议不包括应用层,但可以使用任何基于 IP 的应用层,例如dotdot 或 OCF。网状 Bluetooth 包括一个被称为网状网络模型的本地应用层,它是一种全新的应用层,对不同设备类型的支持更有限(相比Zigbee或Thread 的支持)。网状 Bluetooth 能够很好地支持照明模型,还能支持通用控制,例如开/关、传感器、滑动条、电源和电池状态,但缺少许多家居配件的专用模型,例如门锁、HVAC或包含为互操作性定义的特定功能的窗户。

         

        除了支持多种网状网络协议外,Zigbee 等网状网络协议还能与 Bluetooth低功耗相结合,从而使用针对Zigbee 设备的智能手机通过 Bluetooth 调试来简化设备设置,或提供支持 Apple Homekit 所需的 Bluetooth 连接性。

         

         

        网状 Bluetooth

        Thread

        Zigbee

        应用层

        本地 - 网状网络模型

        基于 IP,例如  dotdot、OCF、Weave

        dotdot、zcl、HA、SE

        照明

        +++

        +++

        +++

        家居安防

        -

        +++

        +++

        家庭自动化

        +

        +++

        +++

        楼宇自动化

        +

        +++

        +++

        计量

        -

        +++

        +++

        信标

        +

        全路由

        全路由

        +++ 压缩|  ++扩展|  受限|  -本身不支持

         

        网状 Bluetooth 与 Bluetooth 低功耗相结合,提供了将信标融入网状系统的独特方式;Bluetooth SIG 目前正在构建专用的信标管理模型。

         

        当然可以扩展和构建自定义实现以支持特定的设备类型,但是在选择协议和应用层之前,必须意识到这样做所需的工作量和未来对设备互操作性的影响,这一点至关重要。

         

        总结

        每个网状网络协议都具有技术优势,但需要考虑它们在市场上的成熟度和已建立的部署。一种协议可能无法满足所有产品或市场的需求。

         

        对于无线协议还必须考虑许多因素,尤其是已部署的系统,它们需要通过终端设备或支持多种协议的网关所实现的互操作性策略。一般来说,连接性要求应始终考虑整个生态系统,从终端设备到任何网关或集线器,再到应用层和服务提供商。

        目前的大量选择能够解决当前市场需求,同时也有助于规划未来。

         

        如果在设计过程中使用多协议软件和硬件,可以设计支持多种无线连接性和协议的单一产品,使最终用户能够根据实时业务需求在现场自由调整和更新设备连接和用例。

      • 【行家观点】智能家居市场爆发,带动无线连接商机

        Siliconlabs | 06/172/2018 | 07:46 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)积极参与今年CES Asia的展出,Silicon Labs中国区总经理周巍先生及Silicon Labs亚太区区域营销高级经理陈雄基先生并在自家的展示专区中接受行业媒体的采访,分享他们对于智能家居无线连接技术未来发展的看法,欢迎观看完整文章内容。

         

        Silicon Labs中国区总经理周巍先生(右)及Silicon Labs亚太区区域营销高级经理陈雄基先生(左)

         

        “因为阿里和小米等互联网厂商的推动,预计2019年中国智能家居的终端设备会迎来一个井喷式的爆发期。”近日在CES ASIA 2018展会期间,Silicon Labs公司中国区总经理周巍预言道。

        这一点我们在CES ASIA 2018展会现场能够感觉到,无论是传统家电厂商、互联网大佬,还是近年来涌现的一批智能技术新贵,带来了五花八门的智能家居产品,从入户门到客厅、餐厅、厨房、卧室,全套的智能产品可以把一个家庭从内到外打造的科技感十足。如果说展会上的展品通常还让人感到有距离感,那么在我们生活的现实中,智能门锁确实出现在越来越多的讲求品质的小区,智能音箱、智能插座、智能电视、智能空调等设备也开始在更多的家庭中出现。可以说,智能家居市场经过前面几年的市场培育,似乎终于来到一个大规模商业化的时间节点。

         
        作为一个消费级的市场,数据显示,到2022年,全球智能家居设备可达到9.4亿台的市场规模,这期间的年复合增长率为18%,虽然在量级上还不能跟智能手机相提并论,但也不可小觑。智能家居设备增长带来的是对包括传感器、无线连接、处理器等芯片产品的需求增长。这对在过去十年里将公司定位在物联网系统服务商的Silicon Labs公司而言,无疑看到了很大的增长空间。


        Silicon Labs公司亚太区高级市场经理陈雄基提到,智能家居迎来一个快速增长期,背后的原因包括几点:1. 当前市场上出现了一个现象级的产品,即包括智能音箱在内的各种语音助手,让智能家居找到了一个切入点;2. 智能设备之间的通信在操作方面更简单、智能,用户体验做的更好;3. 更多室内应用场景的需求出现,包括室内定位和物流追踪等;4. 市场上存在多种生态,包括亚马逊、苹果,国内的小米、阿里等,市场处在一个多样性阶段,互联网大佬的加入也推动了智能终端设备的规模化和市场化。

         

        面向多种无线连接协议,开发者如何选择

        周巍表示,针对物联网市场,Silicon Labs公司可以提供从传感器、无线连接到处理器的解决方案支持。通过近日对Z-Wave公司的收购,更让Silicon Labs在局域网的无线连接技术方面拥有了完整的产品线,可以覆盖WiFi、Thread、蓝牙和蓝牙Mesh、Zigbee、Z-Wave以及专有协议的各类标准。

        陈雄基介绍,Z-Wave无线连接协议的特点包括简单、安全和互操作性好,简单体现在设备配对的流程很简单,通过Smart Start技术可实现自动无线安装,安全即内置有强制执行的安全技术,通信的安全性能够得到保障,互操作性是Z-Wave最大的优势,即它完全兼容所有其他无线连接协议的设备,目前Z-Wave在全球有2400种经过认证的可互操作性产品,并得到700家公司的支持。

         

        Silicon Labs在CES Asia现场展示的Z-Wave Smart-Start解决方案


        因为有很好的兼容性的技术特点,加上有运营商的推动,Z-Wave在欧美智能家居市场有很好的市场基础,当前,Silicon Labs希望将这种技术推进中国市场。这就引出一个生态的问题,要在已经有多种无线连接协议并存的本土市场找到机会,我想Silicon Labs应该还有很多事要做。


        提到智能家居的无线连接技术趋势,陈雄基表示,在这一领域内,因为涉及到越来越多的终端设备节点的通信,对覆盖距离和范围的要求不断提高,这让网状网络的无线连接技术成为一种趋势,最新的Bluetooth Mesh技术将有很大的市场空间;而以往因为功耗较高,Wi-Fi技术很少应用于电池供电的智能终端,Silicon Labs通过自主研发,实现了低功耗、高带宽的Wi-Fi芯片产品,发射功耗低至138mA(以往产品通常在250~300mA),接收功耗仅为48mA,可提供芯片、模组,应用场景包括遥控器、按钮、网络摄像头等产品,这让Wi-Fi这种无线连接方式可以进入更多智能终端,也符合低速率产品亦能通过高速无线连接技术来实现网络通信的趋势。

         

        同时因为不同应用场景的切换,单一无线连接协议很多时候已无法满足产品设计的需求,动态多协议的无线连接产品也是一个重要的产品品类,对此,陈雄基表示,Silicon Labs提供统一的硬件和软件平台,在硬件平台资源和内存空间支持的情况下,可通过软件升级方式帮助客户实现从传统单一协议向多无线协议产品的升级。

        当与非网记者问到,在多种无线连接协议并存的情况下,不同协议分别适用于哪些不同的应用场景,以及开发者如何具体选择时,陈雄基介绍,从商业的角度,开发者首先要考虑自己的产品希望适用的生态系统,基于目前市场上存在的几大生态圈,包括亚马逊、谷歌、苹果等,开发者希望跟哪个厂商的产品实现通信,就要在开发中选择相对应的通信协议。

         

        而从技术角度,以照明为例,Zigbee、Bluetooth Mesh和Thread,从物理层、网络层和应用层都比较完善,但还是存在差异性,Thread有寄生IP支持,Zigbee有更完整的智能家居的应用层定义,Bluetooth Mesh则有Bluetooth的品牌信誉和市场接受度,智能设备也可以通过Mesh的节点进行通信。开发者可根据不同的产品需求和技术特点来进行选择。

         

        中国市场的机会,Silicon Labs从生态角度如何切入

        在越来越多的芯片厂商将中国市场视为战略重地的今天,Silicon Labs也不例外,据周巍介绍,去年Silicon Labs开始加大对中国市场的投资,完成人员增设,扩大上海办公室面积,将时钟芯片的亚太区AE中心迁至上海,并进行了国内代理商渠道的整合,保留6家专注的代理商,接下来更多的投资也都在规划和讨论中,毋庸置疑的一点是Silicon Labs看好国内智能家居和物联网市场的发展机会。

        Zigbee+Bluetooth的动态多协议解决方案,可实现不同智能设备之间的通信,同时在Zigbee和Bluetooth无线协议间无缝切换

        Bluetooth Mesh解决方案,图中可实现天猫精灵与智能灯的通信,因为当前版本的天猫精灵不具备Bluetooth Mesh功能,Silicon Labs通过硬件开发实现了天猫精灵与智能灯之间的通信,让天猫精灵具备更好的用户体验


        在国内市场的生态建设方面,周巍表示,基于中国市场的特点,Silicon Labs会从技术的角度为本土客户提供更多前瞻性的支持和服务。以无线连接市场为例,Silicon Labs在最早推出Zigbee+ Bluetooth的单芯片解决方案时就考虑到了智能门锁市场的应用场景,而在近期与地厂商的合作中,这种产品将被越来越多的商业地产和住宅采用,因为高科技元素将逐渐成为一种标配。

         

        此外,因为国内对无线连接协议的采用没有形成很好的统一性和生态,在多种无线连接协议的设备无法很好的实现通信的情况下,Silicon Labs开发并提供一种网关的参考设计,帮助解决这些智能终端产品之间的通信问题,例如天猫精灵与更多的智能家居产品之间的通信,从而让不同智能产品具有更好的用户体验,推动整个智能家居市场的发展。

         

        “Silicon Labs通过自主开发和收购,为客户提供最广泛的无线连接产品组合。我们在网状网络技术的可靠性方面有独特的技术优势,我们有超过20年的射频开发经验;我们也有完全自主研发的软件平台,为用户提供稳定的统一的开发环境,尤其是在动态多协议操作平台方面,为用户提供灵活性的设计,用户可以对系统进行微调;同时我们有领先的低功耗产品组合。在2019年智能家居井喷式的发展中,Silicon Labs的产品和技术将帮助更多本土客户实现大规模商用并取得成功。”陈雄基最后强调。
         

        原文链接:

        http://www.eefocus.com/communication/413390

      • 【新品登场】Silicon Labs新版无线软件同时支持蓝牙和Sub-GHz双协议

        Siliconlabs | 06/165/2018 | 08:23 AM

        Silicon Labs发布同时支持蓝牙和Sub-GHzIoT设备通信的新版无线软件

        -终端用户现在可以通过易于使用的手机应用程序设置和控制Sub-GHz

        智能能源、商业及工业应用-

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”,NASDAQ:SLAB)日前发布了针对其Wireless Gecko产品系列的新版软件,可在单芯片上同时实现Sub-GHz和2.4 GHz Bluetooth® LowEnergy(LE)连接。这个Silicon Labs解决方案支持商业和工业IoT应用,将远距离的Sub-GHz通信与蓝牙连接相结合,简化设备设置、数据采集和维护。通过免除双芯片无线架构的复杂性,开发人员可加快产品上市时间,并可将物料清单(BOM)成本和占板尺寸减少多达40%。欢迎往下阅读或点击“阅读原文”观看完整新闻稿内容。

         

        通过Silicon Labs新型Wireless Gecko硬件和软件解决方案,用户能够利用手机应用程序直接通过蓝牙来设置、控制及监控Sub-GHz IoT设备。通过将Bluetooth LE连接添加到Sub-GHz频段的无线网络,开发人员可以提供更多新功能,例如更快的空中升级(OTA),以及使用蓝牙信标去部署可扩展的基于位置的服务基础设施。

         

        专有的Sub-GHz协议通常用于低数据速率系统,从简单的点对点连接到大型网状网络和低功率广域网(LPWAN),其扩展的传输范围、强大的无线电链路和能源效率是要最优先考虑的。Sub-GHz连接非常适合远距离无线传感器网络、智能计量、家庭和楼宇自动化以及商业照明。Silicon Labs的Wireless Gecko解决方案可以轻松地将Bluetooth LE连接添加到这些Sub-GHz应用中。

         

        IHS Markit连接和IoT高级首席分析师Lee Ratliff表示:Sub-GHz无线协议在智能能源、工业和商业应用中广泛存在。移动设备中普遍支持蓝牙,这已经催生了对于多频带、多协议无线解决方案的需求,这种解决方案可以弥合Bluetooth LE和Sub-GHz专有协议之间的差距,使得传统应用能够充分利用移动设备生态系统的强大功能。”

         

        Silicon Labs副总裁兼IoT产品总经理Dennis Natale表示:“Silicon Labs的新版软件通过易于使用的手机应用程序和蓝牙连接,可以更容易地在现场建立并管理各种Sub-GHz无线设备。我们的Wireless Gecko产品系列提供了一种单芯片解决方案,可降低设计成本、简化硬件和软件开发,并能加速产品上市。”

         

        Silicon Labs是领先的芯片、软件和解决方案供应商,致力于建立一个更智能、更互联的世界。公司拥有超过20年的交付集成RF解决方案的经验,并已为IoT终端节点提供了超过7.5亿颗无线芯片。

         

        Silicon Labs新版多协议软件现已发布,可提供给使用Silicon LabsEFR32MG和EFR32BGWireless Gecko SoC的客户。Silicon Labs提供全面的软件工具来简化Sub-GHz和蓝牙开发,包括可连接的照明演示方案及移动应用程序示例。请联系各地Silicon Labs销售代表或授权经销商获取EFR32 Wireless Gecko SoC价格。欲开启设计或了解更多信息,请浏览网站:www.silabs.com/dynamic-multiprotocol。

      • CES Asia动态-看看无线技术专家Silicon Labs最新的动态多协议和蓝牙产品!

        Siliconlabs | 06/165/2018 | 08:23 AM

        为了向行业人士展示我们领先的IoT无线技术与产品,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)积极参加了今年6月13-15日在上海举办的CES Asia大会,并且在上海埔东嘉里大酒店L3层多功能厅6号及7号会议室设置了产品演示专区,展出旗下最新产品包括:动态多协议、蓝牙5与蓝牙网状网络(BluetoothMesh)、Z-Wave、数字隔离器,以及基于EFM88位MCU系列产品所设计的应用等,完整提供了打造智慧城市、工业自动化和各种智能家居及照明的一切所需解决方案。

         

        在CES Asia展会的第一天,Silicon Labs独步整个行业的IoT无线解决方案吸引了大批业内人士的关注,以下将详细介绍,欢迎观看全文。

        CESAsia开展首日,Silicon Labs以先进且丰富的IoT无线产品获得大量关注

         

        同时支持蓝牙和Zigbee的动态多协议方案

        基于20年以上的网状网络产品开发和技术支持经验,Silicon Labs已经是公认无线技术专家,并且已经出货超过一亿个支持网状网络技术的半导体器件,经过市场验证。我们首创的蓝牙+Zigbee动态多协议无线解决方案,可以降低开发各种先进联网应用的成本、尺寸和复杂度,提供许多双无线电方案难以达成的设计优势。

         

        这种多协议解决方案可实现IoT应用的高级功能,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Bluetooth直接对Zigbee网状网络进行部署、更新、控制和监控。该软件还可以通过Bluetooth信标扩展基于Zigbee的可连接照明和楼宇自动化系统,更轻松地部署可扩展的室内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IoT应用。

        Silicon Labs于CES Asia现场展示以客户端实际产品搭建而成的动态多协议参考设计。

         

        最新蓝牙5和网状网络解决方案

        除了令人惊艳的动态多协议产品外,Silicon Labs亦展出最新的蓝牙5和网状网络软硬件产品,包括完全支持蓝牙5新功能的Thunderboard Sense物联网到云的开发套件,以及支持一对多、多对多网络拓扑的Bluetooth网状网络解决方案。

         

        基于Silicon Labs成熟的网状网络专业经验,包括开发工具、软件协议栈和支持Silicon Labs无线片上系统(SoC)设备和已通过认证的模块的移动应用程序。与现有的无线开发工具和技术相比,Silicon Labs专利的网络分析工具和智能手机Bluetooth网状网络协议栈的组合,使得IoT开发人员缩短产品上市时间长达六个月。

         

        蓝牙5和网状网络设备是智能家居、照明、信标和资产跟踪应用的理想选择。通过蓝牙5的两倍传输速率、四倍传输范围和八倍广播容量等全新特性,将能协助开发者突破更多应用限制,创造更丰富的IoT应用。

         

        网状网络使能的设备,例如可连接灯等,可以部署到距离集线器或网关更远的地方。随着每个灯的不断部署,通信范围增加了,这允许单个网关覆盖区域远大于仅由星形网络拓扑覆盖的区域。在零售营销和资产跟踪应用中,Bluetooth网状网络技术简化了信标的部署和管理。通过将低功耗蓝牙与网状网络相结合,新功能和新价值被引入到诸如可连接灯等设备,也可以用作信标或信标扫描仪。

        Silicon Labs展示的蓝牙5和网状网络参考设计

         

        全新引进Z-Wave网络技术

        近期完成了Sigma Design的Z-Wave事业部收购后,Silicon Labs也马不停蹄地將最新引進的Z-Wave技術呈现在行业人士面前,并通过與現有丰富的无线產品陣容結合,進一步為網路生態系統供應商提供更完整、更多元的智能家居無線連結解決方案選項。此次在CES Asia現場即演示了可預配置、大幅降低安裝成本並最大化網路布建效益的Z-Wave智能啟動套件,以及客户端已经上市销售的Z-Wave智能门锁、网关等产品。

        Silicon Labs首度展出Z-Wave解决方案阵容,给予设计人员更多样的无线技术选项。

         

        欢迎您于6月13-15日CES Asia期間前来参访我们设置在上海浦东嘉里大酒店L3层多功能厅6号和7号会议室的产品演示专区!

      • 秒懂时钟Part 8: 探讨RMS周期抖动的经验法则

        Siliconlabs | 06/165/2018 | 08:21 AM

        在这篇文章中,我将回顾一个经验法则,该法则可用于估算RMS周期间抖动,前提是你知道RMS周期抖动。我首先在实验室中观察了这个经验法则,并随后了解了更多。欢迎观看完整文章。

         

        该经验法则是什么?

        该法则很简单。如果周期抖动分布是高斯或正态分布,则周期间抖动可以根据周期抖动估算如下:

         

        Jcc (RMS)= sqrt(3) * Jper (RMS)

        我首先在定时知识库文章中记录了这一点,该文章是EstimatingRMS Cycle to Cycle Jitter from RMS Period Jitter (https://www.silabs.com/community/timing/knowledge-base.entry.html/2011/04/11/estimating_rms_cycle-Ab6s)。我今天会花更多时间在这个想法上,并从几个不同的角度来解决这个问题。

         

        问题是什么?

        在我们的应用笔记“A Primer On Jitter, Jitter Measurement and Phase-Locked Loops” (https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN687.pdf)中,下图显示了后处理相位噪声进入定时抖动指标的下列斜率。周期抖动和周期间抖动分别显示为20dBc / dec和40dB / dec斜率的高通滤波器。要记住这样一个有用的例子。

         

        问题是,根据sqrt(3)规则,RMS周期间抖动如何大于RMS周期抖动,并且周期间抖动滤波器的斜率更陡?答案是,决定最终结果的不只是斜率。

         

        重要术语

        在继续之前,这里有几个来自AN279:Estimating Period Jitter from Phase Noise(https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN279.pdf)的定义。

        • 周期间抖动 - 相邻时钟周期之间的时钟周期中的短期变化。这种抖动测量(在此缩写为JCC)可以被特指为RMS或峰间量。

        • 周期抖动 - 与平均时钟周期相比,所有测量时钟周期内时钟周期的短时变化。这种抖动测量(在此缩写为JPER)可以指定为RMS或峰间量。

         

        实验室测量例子

        首先,下面的示例实验测量直接来自知识库文章。为了方便起见,带注释的图像变得更加紧凑。

         

        屏幕截图中有三个项目被调出。

        1. 在100万次循环后的周期分布呈现高斯分布,并且非常接近于分别符合±1,±2和±3标准差的68-95-99.7%规则。

        2. 测量的RMS周期抖动是周期抖动分布的标准偏差或约1.17 ps。因此,我们可以估算RMS周期以抖动为sqrt(3)*     1.17 ps或2.03 ps。

        3. 实际测量的周期到周期抖动为2.05 ps,这与估算值相当接近。

         

        Excel演示示例

        您也可以在Excel模拟中演示此规则。为了探索效果,我生成了一个电子表格,其中我选取了一个理想的时钟边缘,然后通过从高斯分布中采集随机样本来抖动边缘。然后,我进行了周期测量和周期间测量,每个周期测量30个边沿,每个边沿100个,时钟边沿表示100MHz时钟抖动。请注意,由于周期间抖动结果是带符号的,即正或负,所以我们应该预期这些量的标准偏差会更大,其他都相等。100个边缘试验通常比30个边缘试验更接近sqrt(3)规则,但即使在30个边缘上仍然可以看到总体效果。

         

        经验法则的解释

        那么这个经验法则是如何产生的呢?如前所述,我多年前在实验室首次观察到这一点。然而,我几乎没有看到这方面的文字。最终我找到了StatekTechnical Note 35,An overview of oscillator jitter(http://www.statek.com/products/pdf/TN-35%20Rev%20B.pdf)。下面的解释是这个推导的一个稍微简化和修改的版本,其中数量是“大”时间序列的期望值(回想我对100条边优于30条边收敛的规则)。

         

        让下面的变量代表单个边缘的时间抖动的方差,即抖动边缘与理想边缘的时间差异。

         

        每个测量周期是2个连续边缘值之间的差值,其中每个边缘抖动具有方差s2j。周期抖动有时被称为定时抖动的第一个差异。由于周期间抖动是相邻周期之间的差异,所以它可以被称为定时抖动的第二差异。

         

        如果每个边缘的抖动是独立的,那么周期抖动的方差可以写为:

         

         

        这正是我们所期望的每个“差异总和法”。你可以在这里看到一个例子,它指出了对于独立的(不相关的)变量:

        然而,我们不能很容易地计算周期循环抖动,因为在每个周期到周期的测量中,我们使用两次“内部”时钟沿,因此我们必须考虑到这一点。相反,我们写道:

        由于每个边缘的抖动被假定为独立的并且具有相同的统计特性,所以我们可以放弃互相关项并写出:

        因此,差异的比例

        这是一个有趣而意想不到的结果,至少对我来说:)

         

        后处理阶段噪声

        AN279:Estimating Period Jitter from Phase Noise(https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN279.pdf),描述了如何根据对相位噪声积分应用4[sin(pi* f * tau)] ^ 2权重因子,从相位噪声中估计周期抖动。加权因子主要是+20dB / dec高通滤波器,直到在半载波频率达到峰值。

         

        事实证明,您可以使用类似的方法计算周期间抖动。这需要应用主要是+40dB / dec高通滤波器的{4 [sin(pi * f * tau)] ^ 2} ^ 2或16 [sin(pi * f * tau)] ^ 4加权因子,直到在半载频处达到峰值。这正是AN687所指的。

         

        那么如何整合一个更清晰的HPF裙,使得周期间抖动大于周期抖动和sqrt(3)规则?

         

        我不得不挖掘我在编写该应用笔记时使用的旧Matlab程序。幸运的是,我仍然拥有该文件和原始数据。然后我运行该程序的修改版本,并比较maxfOFFSET的结果,其中相位噪声数据集在fc / 2和fc处被扩展和截断。答案是,虽然周期到周期的HPF裙子更陡峭,但最大值也更高。看下面的情节。蓝色宽轨迹是周期抖动加权(滤波)相位噪声,红色宽轨迹是周期间抖动加权相位噪声。这是造成差异的更大的远偏移相位噪声贡献。

        原始数据用于160 MHzCMOS振荡器,其在约2ps时具有示波器测量周期抖动。为了保守,正是出于这个原因,我经常比fc/ 2更进一步地进行整合。现在,示波器的噪声更低,找到待测试的原始设备并在更好的仪器上进行测量会很有趣。我的主要兴趣在于看sqrt(3)关系是否成立。正如你所看到的,两种情况下都遵循经验法则。

         

        结论

        我希望你喜欢这篇Timing 101文章。循环周期抖动的sqrt(3)经验法则在实验室,Excel电子表格模拟以及后处理相位噪声时都表现良好。

         

        与往常一样,如果您有主题建议,或者有问题想要回答,请发送至kevin.smith@silabs.com,并在主题行中添加Timing101字样。

      • 6/21日网络研讨会:蓝牙、Zigbee和Thread网络性能分析

        Siliconlabs | 06/162/2018 | 08:24 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)即将于6月21日举办一场主题为:“Bluetooth Mesh,Thread和Zigbee网络性能评价测试”的网络研讨会,内容将聚焦于业界目前最受欢迎的三大网状网络标准的性能测试和各项应用指标的评估,从而帮助设计人员在一开始就能针对产品的应用场景选对最合适的网状网络技术,以达到开发事半功倍的效果。欢迎报名。

         

        研讨会详细信息

        • 主题:Bluetooth Mesh,Thread和Zigbee网络性能评价测试

        • 日期:2018年6月21日(星期四)

        • 时间:香港时间10am

        • 主讲者:Silicon Labs亚太区区域营销高级经理陈雄基先生

        • 内容简介:对于网状无线网络连接,一种技术无法适应所有应用。Bluetooth、Thread和Zigbee协议均根据使用场景不同而呈现出独特的优势,了解它们在功耗、吞吐量和可扩展性等关键领域的表现十分重要。这些网状网络技术的内部工作过程远不是一个关键性能列表能够表达的。而SiliconLabs公司针对这些网络协议已经完成大规模组网,多点组播测试,并领先业界首次发布全面性的网络性能测试结果。

        • 报名链接:

          https://event.on24.com/eventRegistration/EventLobbyServlet?target=reg20.jsp&partnerref=web&eventid=1651239&sessionid=1&key=C9CDFAA6ADD8407B8DCCB20D2D4F1E87&regTag=275054&sourcepage=register