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      • 技术洞察-蓝牙自适应跳频克服数据包干扰

        EasonHuang | 11/335/2020 | 08:46 AM

         

        干扰是任何无线技术提供可靠数据通信时所遇到的最大挑战之一。由于蓝牙、Wi-Fi和802.15.4等无线技术设备共享一个传输介质,如果一个正在传输的数据包与另一个正在传输的数据包在完全相同的时间和相同的通道上发生冲突,数据包就有可能损坏或丢失。

         

        为了克服干扰并找到一条避免数据包冲突的清晰传输路径,蓝牙技术使用一种被称为自适应跳频(AFHadaptive frequency hopping的跳频扩频(FHSS,frequency-hopping spread spectrum)形式。蓝牙将频段划分为较小的通道(如低功耗蓝牙为40个通道),并在传输数据包时在这些通道之间快速跳转。为了进一步降低干扰概率,蓝牙会调整其跳转顺序。在发送数据包时,嘈杂和繁忙的通道会被随时追踪并避开。

         

        近日,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)发布了一篇专题文章:理解蓝牙技术的可靠性。在这篇深入剖析蓝牙可靠性的文章中解释了蓝牙技术如何利用自适应跳频降低冲突概率并减少不可避免的丢包。

         

        自适应跳频 (AFH)

        无线电通信的主要挑战之一是冲突(collisions),在繁忙的无线电环境中,冲突问题尤为严重。之前我们探讨了冲突,并解释了当两台或以上设备在重叠时间段内在同一无线电通道上传输数据时,就会发生冲突。如果不同的无线电技术(如蓝牙和Wi-Fi)同时使用一个无线电频谱,就会相互干扰。

         

        蓝牙技术通过使用扩频技术(spread spectrum来降低冲突的风险。当两个设备连接时,需要一种称为自适应跳频(adaptive frequency hopping的特定技术。

         

        在每个连接事件中,一对连接设备可以使用它们的无线电以精确的时间间隔交换数据包。但除此之外,在每次连接事件开始时,都会发生跳频,使用通道选择算法(channel selection algorithm)从可用通道集合中确定一个无线电通道。然后,所连接的每个设备将切换到选定的通道。随着时间的推移和一系列连接事件的发生,通信将通过频繁变化的一系列不同通道进行,这些通道分布在2.4 GHz频段上,从而大大降低了发生冲突的概率。

         

        在低功耗蓝牙使用的40个通道中,有37个通道(称为通用通道,general purpose channels)可在连接通信时使用。

         

        跳频对互联设备之间的通信可靠性做出了很大的贡献,而蓝牙则更进一步提高了通信可靠性。

         

        在特定环境中,一些蓝牙无线电通道可能无法正常工作,这可能是因为它们受到了干扰的影响,而其他通道能够可靠地工作。随着环境中无线通信设备的增加和删除,可靠的通道和不可靠的通道可能会逐渐改变。

         

        连接的主设备产生一个通道图(channel map),该图将每个工作良好的通道分类为“已使用”或“未使用”。可使用链路层程序将通道图与第二台设备共享,以便它们能够共享关于哪些通道将被使用和哪些通道将不被使用的信息。

         

        设备使用特定实施技术监测每个通道的运行情况。当确定一个或多个之前工作的通道不再适用时,通道图就会被更新。反之,如果发现之前运行状况不佳的通道现在运行良好,该通道状态也会在通道图中更新。之后,通道地图更新将与第二个设备共享。通过这种方式,蓝牙可以确保它只使用已知的好通道,避开有问题的通道,并保持通道图的更新,使其始终反映正在使用的最佳通道子集。这就是蓝牙自适应跳频系统的自适应能力。

         

        了解更多关于蓝牙连接的产品和技术信息:https://cn.silabs.com/wireless/bluetooth 

         

        原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/ix6DN0TdWqnybYrmmzzDsg 

      • 12月电源在线讲座预告-通过集成式隔离方案降低系统成本

        EasonHuang | 11/335/2020 | 08:35 AM

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)举办的Power Hour电源隔离系列在线研讨会将于12月10日星期三早上10:00带来新的主题演讲-“通过集成式隔离解决方案降低系统成本”。敬请即刻访问活动网页预约报名,与我们的电源及隔离技术专家共同学习和互动交流!https://cn.silabs.com/support/training/reducing-cost-with-integrated-isolated-auxiliary-supplies

         

        通过集成式隔离解决方案降低系统成本

        市场焦点: 集成式隔离器有助降低成本

        隔离栅极驱动器和数字隔离器在各种汽车和工业应用中使用愈来愈广泛,系统设计者常常为隔离IC的隔离侧供电要求提供一个离散的、二次侧的电源。然而,有一个更好的方法!就是在隔离器中集成DC-DC转换器来降低了系统成本、板空间和设计复杂性。集成的解决方案也很适合现有的应用。基于此市场趋势,我们将讨论在各种应用中导入集成隔离辅助电源的优势。

         

        技术重点: 探索Silicon Labs新型集成DC-DC方案的隔离产品特色

        带有集成DC-DC的隔离装置越来越受欢迎。然而,这类新产品从数据表上来看很吸引人,但可能会在实施过程中带来麻烦,从而导致设计者项目的延迟。本课程将为系统设计人员提供隔离设备中集成DC-DC技术的最新状态,以便他们能够做出知情的选择,避免项目的意外延误。培训将突出从这些集成产品中识别出最高性能的挑战。

         

        我们亦将准时展开Power Hour电源隔离系列研讨会接下来的精彩主题演讲,欢迎参考下方详细议程规划,即刻报名!

         

        点击鏈接或下方图片立即注册

        https://www.silabs.com/about-us/events/power-webinar-series

      • 开发者有福了!低成本 BGM220助你快速创建蓝牙IoT应用原型

        EasonHuang | 11/331/2020 | 08:16 AM

        有兴趣在物联网设计中加入蓝牙无线连接的开发者有福了!Silicon Labs(亦称“芯科科技”)最近发布的BGM220P Wireless Gecko蓝牙模块系列产品及开发套件,提供了一个低成本的蓝牙方案选择,可以让工程师用来快速创建蓝牙IoT应用原型并评估产品功能。

         

        BGM220P蓝牙开发套件售价仅9.99美元,包括一个USB接口,车载SEGGER J-Link调试器,板上LED和按钮,并通过MikroE的多功能mikroBus™插座标准和SparkFun的Qwiic®连接器支持硬件外接板。这两个标准都是为了简化而设计的,并允许开源平台开发。对硬件插件的支持使得开发人员可以使用mikroE、sparkfun、AdaFruit和Seeed Studios的现成板的无限组合来创建和原型应用程序。

         

        BGM220P针对无线性能特别进行了优化,是业内首批支持蓝牙测向功能(Direct Finding)的蓝牙模块之一,其低功耗特色可使搭载单枚钮扣电池的IoT设备续航时间达10年以上。

         

        BGM220P开发套件是专门为快速原型设计的,因此物联网开发人员可以跨广泛的应用程序从产品概念快速地进行到创建阶段。这是一种非常快速、有效的方法来评估BGM220P蓝牙模块,也是创建能源友好的蓝牙连接应用的理想设备。

         

        BGM220P开发套件特色功能

        小封装套件

        • 兼容 EXP 的外接头

         

        目标设备

        • BGM220PC22HNA
          • 安全蓝牙 5.2 模块
          • 76.8 MHz、具有 512 kB 闪存和 32 kB RAM 的 ARM Cortex-M33 内核
          • 蓝牙 5.2 无线电,支持测向和 LE 编码 PHY
        • 38.4 MHz HFXO 晶体
        • 32.768 kHz LFXO 晶体
        • 2.4 GHz 匹配网络和贴片天线

        板载板控制器

        • J-Link 调试器
          • SWD 物理层
        • UART 数据包追踪/异步协议
        • 带硬件流控制功能的虚拟 COM

         

        用于调试连接的 USB Micro-B 连接器


        用户接口功能

        • 1x 按钮(带 EM2 唤醒功能)
        • 1x LED

         

        Mini Simplicity 调试连接器(兼容 SLSDA001A),可接入

        • AEM
        • PTI
        • VCOM
        • SWD

         

        第三方附加连接器

        • mikroBus 插座
        • Qwiic 连接器

         

        采购或探索更多有关该套件的信息,请访问网站:https://cn.silabs.com/development-tools/wireless/bluetooth/bgm220-explorer-kit

      • CHIP项目新成立商用策略小组,携手重量级企业加速推广Zigbee新标准!

        EasonHuang | 11/331/2020 | 08:15 AM

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)日前与业界重量级企业共同参与了Zigbee联盟Connected Home over IP项目标准工作组下成立商用策略小组的会议,以推进标准和定义商业用例。该小组的产生契合标准工作组的目标:开发和推广免专利费的新连接协议简化制造商的产品开发过程给消费者带来更兼容的产品

         

        为了给物联网创造更大价值,该标准率先支持的设备类型包括:照明电气、暖通空调控制、访问控制、安防设备、窗帘幕帘、电视机、接入设备和网桥等等;这些设备在很大程度上也满足了正蓬勃发展的商用建筑领域的需求,该领域连接设备的安装数量预计将从2020年的17亿快速增长至2025年的30亿。

         

        为了确保商业应用能最大化地得益于Connected Home over IP标准,迄今全球已有50家拥有商用解决方案的行业领头公司加入到该商用策略小组,包括Silicon Labs(芯科科技)、安朗杰、DSP集团、DSR Corporation、Latch、罗格朗、MMB Networks、Nordic Semiconductor、恩智浦半导体、欧司朗、Qorvo、施耐德电气、昕诺飞、尚飞和ubisys等。该小组专门拟定了章程以支持标准开发和在商用领域推广该标准,具体涵盖:

        • 明确该标准初版规范就能轻松支持的商业用例;
        • 定义为满足商业用例需新增的功能;
        • 促进成员间的对话协作,在全球商业市场推广应用该基于IP的连接标准;以及
        • 提倡和鼓励更多公司的参与,为这一市场领先的标准开发项目做出贡献。

         

        该标准发布时实现的许多智能家居用例在商用环境中也具有广泛的适用性,无论是公寓住宅、办公室、酒店,还是超级市场、仓库和零售商场。由于建立在经过市场验证的解决方案和已为实践证明的主要技术之上,又具备安全性和可扩展架构,因此该标准非常适合商业应用。尤为重要的是它基于IP网络,这样就使灵活且已为大家熟悉的连接方式能得以复用。

          

        新成立的商业策略小组汇聚了来自各个行业和地区的全球商业解决方案领导者,并将继续制定下一步计划,力求将基于IP的连接性融入到建筑物和各项设施中。

         

        原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/IPfWdhhn1G8yz-S1ti7BzQ

      • 全系列时钟解决方案为5G网络时序同步设计瞻“前”顾“后”

        EasonHuang | 11/330/2020 | 08:08 AM

        为了推助5G在全球各国迈向商用化的发展,Silicon Labs近期发布了一系列时钟解决方案,包括适用于5G RAN前传(Fronthaul)网络关键的时钟同步设计的IEEE 1588模块、算法和ClockBuilder Pro软件开发评估工具,以及针对后传(Backhaul)网络巨量数据传输需求而设计的超小尺寸、超低抖动的I2C可编程晶体振荡器系列。

         

        相较于4G网络,新一代5G网络的架构为求开放并降低成本因此更为复杂,这也意味著对时钟同步的要求更加严格。原先4G 只有前传和后传两部分,在在 5G 网络中则演变为三个部分,AAU 连接 DU 部分称为 5G 前传,中传(Middlehaul)指 DU 连接 CU 部分,而后传(Backhaul)是 CU 和核心网之间的通信承载。Silicon Labs高性能的时钟产品阵容将有助于工程师提升5G网络设备中时钟设计的效率,以下将逐一介绍相关解决方案:

         

        IEEE 1588 以太网时钟同步模块

         

        Silicon Labs的IEEE 1588 模块设计旨在提供高度集成的硬件和软件解决方案,适用于需要 IEEE 1588-2008 及同步以太网 (SyncE) 相位和频率同步的应用。这些模块支持兼容标准的交钥匙解决方案中的 PTP 主、从、边界和网关时钟运行,易于使 IEEE 1588 融入设计。我们的 IEEE 1588 软件采用尖端算法,可大幅减少数据包延迟变化对网络同步的影响,并符合电信(G.8265.1、G.8275.1和G.8275.2)、电源(IEEE C37.238-2011和2017)、广播视频(SMPTE 2059.2)以及默认配置文件的标准要求,同时满足ITU-T G.8261、G.8273.2(T-BC、T-TSC)、G.8273.4(T-BC-P和T-TSC-P)、G.8262、G.812、G.813和Telcordia GR-1244-CORE/GR-253-CORE中对于时钟和同步的严格需求。

         

        探索详细的产品信息:https://cn.silabs.com/timing/network-synchronizers/ieee-1588-modules

         

        欲了解更多关于IEEE 1588标准及应用的知识,欢迎点击链接收看Silicon Labs举办的Clock Talk时钟系列线上研讨会其中针对“适用于非电信应用的 IEEE 1588 计时解决方案”为主题的中文演讲内容。

         

        ClockBuilder Pro多功能时钟开发软件工具

         

        Silicon Labs的ClockBuilder Pro软件通过整合PTP配置文件选择、时钟/端口编程以及Silicon Labs AccuTimeTM IEEE 1588软件的简单控制,为各种网络条件和拓扑配置操作提供了强大、可靠的解决方案,可满足在通信、智能电网、金融交易和工业中的应用。通过在一个单独、统一的软件实用程序中结合PTP配置文件选择、PTP网络配置和物理层时钟/端口配置,Silicon Labs业界领先的多功能软件工具ClockBuilder ProTM可助力设计人员加速IEEE 1588系统集成的开发工作。

         

        探索详细的开发工具信息:https://cn.silabs.com/developers/clockbuilder-pro-software  

         

        您也可以收看Clock Talk时钟系列线上研讨会的随选即播内容:“以Silicon Labs的时钟工具做为构建时钟树的理想选择(https://www.silabs.com/support/training/stop-guessing-use-silicon-labs-timing-tools-to-build-your-clock-tree)”

         

        Si54x/6x Ultra系列高性能、小尺寸XO/VCXO

         

        Si54x/6x Ultra系列XO/VCXO在整个工作范围内为整数和小数频率提供低至80飞秒(fs)的抖动性能,从而为数据中心互连、光传输、广播视频和测试/测量等要求严苛的应用提供了出色的抖动余量。这些新产品可提供单通道、双通道、四通道和I2C可编程频率选项,支持行业标准的2.5x3.2mm封装尺寸,从而成为要求混合使用不同频率且空间受限的设计的理想选择。

         

        探索详细的产品信息:https://cn.silabs.com/timing/oscillators/ultra-series?cid=nat-prr-clo-072020

         

        欲了解更多选用XO/VCXO的技巧,欢迎收看Silicon Labs举办的Clock Talk时钟系列线上研讨会其中一场主题为:“为 56G/112G SerDes 演示幻灯片选择 XO/VCXO 时钟参考时的设计考量”的中文演讲内容。

      • 深度评测!xG22物联网多协议无线开发套件的射频性能分析

        EasonHuang | 11/324/2020 | 09:12 AM

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)近期和行业媒体与非网(EEFocus)合作制作一系列关于旗下新型物联网无线解决方案的开箱评测内容。在先前分享过【开箱评测】EFR32xG22无线开发套件适用多样超低功耗IoT应用场景,本文将进一步针对EFR32xG22 Wireless Gecko 无线多协议开发套件的射频性能与各项特性进行深入的分析,来帮助工程师了解这款专门应用于IoT领域的超低功耗的安全无线SoC 解决方案,

         

        Silicon Labs的产品覆盖多个领域,如消费电子、工业电子、汽车电子、通信电子等等,本期的开发板EFR32xG22 Wireless Gecko 开发套件就是一块应用于IoT领域的超低功耗的安全无线SoC 解决方案。该套件基于全能的芯片-EFR32xG22,可以覆盖2.4GhZ的多种协议和最新的协议栈。具体的射频部分框图如下,显然是高度集成,包括接收,放大,滤波等功能。 

        根据不同的功能选择,安排的外围参考设计和推荐元件参数,以及参考的PCB布线如下:

         

        对于射频部分的设计,总是一个难点,需要大量的实验和测试。Silicon Labs同时提供的技术文档,就是希望加快部署和开发的速度,这些资料,在仔细分析之后,应该足以快速形成原型设计。


        EFR32xG22开发板的射频功能非常丰富,集成了众多的功能

        以xG22系列其中的EFR32BG22C112型号为例,该款SoC内置32位 38.4 MHz MHz ARM Cortex®-M33内核,具有352 kB flash program memory和32 kB RAM data memory。比较有特色的是ADC,在12-bit @ 1 Msps,而16-bit @ 76.9 ksps,在低速下可以达到非常高的精度,在速度和性能直接取得平衡。这些特性在下图看起来更直观。

        强大的软件开发工具支持
        要完整操作并了解XG22开发套件的射频性能,就需要下载安装Silicon Labs提供的免费物联网开发工具-Simplicity Studio,同时连接板块安装驱动和SDK来选择设备。进入Simplicity Studio图形界面后可看到提示多种可用的SDK,依次安装完就可以开启开发的过程了。

         

        总的来说,EFR32xG22(xG22)无线入门套件(WSTK)可以广泛支持蓝牙、Zigbee 以及 Zigbee Green Power ,以及专有无线协议的边缘节点类型要求。此WSTK包括两个 +6 dBm 无线电板,是EFR32xG22 无线 SoC 的完整参考设计,带匹配网络和 PCB 天线以支持 +6 dBm 输出功率(在 2.4 GHz 频段中)。它还包含带数据包追踪接口和虚拟 COM 端口的板载 J-LINK 调试器,可对连接的无线电板和外部硬件进行应用程序开发和调试。xG22 WSTK 提供开发高容量、可扩展无线 IoT 应用所需的所有工具。

         

        丰富的套件功能

        • 高级能耗监控器
        • 数据包追踪接口
        • 虚拟 COM 端口
        • SEGGER J-Link 板载调试器
        • 外部设备调试
        • 以太网和 USB 连接
        • 低功耗 128 x 128 像素内存 LCDTFT
        • 用户 LED / 按钮
        • 20 引脚 2.54 mm EXP 接头
        • 适用于无线 SoC I/O 的外接垫
        • CR2032 钮扣电池支持 

         

        在插上您的套件后,启动左上角的 Simplicity Studio 和 Open Package Manager (菜单栏下方的绿色向下箭头)。选择所需的堆栈并进行下载。定期查看 package manager 了解更新情况。

        • 蓝牙 SDK
        • 蓝牙网状网络 ADK SDK
        • EmberzNet (Zigbee) SDK
        • Flex SDK

         

        心动不如马上行动,即刻访问Silicon Labs官方网站或点击下方开发板图片链接以获取更多有关EFR32xG22物联网多协议无线开发套件的信息https://cn.silabs.com/development-tools/wireless/efr32xg22-wireless-starter-kit

      • Silicon Labs全新时钟解决方案简化IEEE 1588系统集成

        EasonHuang | 11/323/2020 | 06:32 AM

        Silicon Labs全新时钟解决方案简化IEEE 1588系统集成

        -高集成度模块结合PTP硬件、软件且提供ClockBuilder Pro软件强大的配置功能-

         

        领先的芯片、软件和解决方案供应商 Silicon Labs(亦称“芯科科技”NASDAQSLAB)日前推出为简化IEEE 1588实施而设计的全新完整解决方案,可满足在通信、智能电网、金融交易和工业中的应用。通过在一个单独、统一的软件实用程序中结合PTP配置文件选择、PTP网络配置和物理层时钟/端口配置,Silicon Labs业界领先的多功能软件工具ClockBuilder ProTM可助力设计人员加速IEEE 1588系统集成的开发工作。

         

        Silicon Labs时钟产品总经理James Wilson表示:“Silicon Labs致力于为业界提供简易解决方案以加速实现IEEE 1588。通过ClockBuilder Pro软件对我们IEEE 1588模块的支持,可以帮助客户缩短上市时间,同时克服集成度较低的解决方案带来的系统设计挑战。

         

        对于IEEE 1588基于数据包时钟的采用,已经不局限于通信网络领域,而是进入越来越广泛的新兴应用领域,在这些新兴应用中,系统设计人员可能对时钟和同步的经验有限。工程师们面临的一个关键设计挑战是优化IEEE 1588系统级性能,这受到板级硬件/软件设计以及网络损伤(如流量负载变化引起的数据包延迟变化)的共同影响。

         

        通过整合PTP配置文件选择、时钟/端口编程以及Silicon Labs AccuTimeTM IEEE 1588软件的简单控制,Silicon LabsClockBuilder Pro软件为各种网络条件和拓扑配置操作提供了强大、可靠的解决方案。Silicon Labs IEEE 1588模块符合电信(G.8265.1G.8275.1G.8275.2)、电源(IEEE C37.238-20112017)、广播视频(SMPTE 2059.2)以及默认配置文件的标准要求,同时满足ITU-T G.8261G.8273.2T-BCT-TSC)、G.8273.4T-BC-PT-TSC-P)、G.8262G.812G.813Telcordia GR-1244-CORE/GR-253-CORE中对于时钟和同步的严格需求。

         

        欲下载ClockBuilder Pro软件,请浏览网站:silabs.com/developers/clockbuilder-pro-software。有关Silicon Labs IEEE 1588模块的更多信息,请浏览网站:silabs.com/timing/network-synchronizers/ieee-1588-modules

         

      • Silicon Labs全新時脈解決方案簡化IEEE 1588系統整合

        EasonHuang | 11/323/2020 | 06:16 AM

        Silicon Labs全新時脈解決方案簡化IEEE 1588系統整合

        -高整合度模組結合PTP軟硬體且提供ClockBuilder Pro軟體配置-

         

        致力於建立更智能、更互聯世界的全球領先晶片、軟體和解決方案供應商Silicon Labs(亦名芯科科技NASDAQSLAB)推出為簡化IEEE 1588建置而設計的全新完整解決方案,可滿足在通訊、智慧電網、金融交易和工業之應用需求。Silicon Labs領先業界的多功能軟體工具ClockBuilder ProTMPTP (Precision Time Protocol)組態選擇、PTP網路配置和實體層時脈/埠配置結合在單獨、統一的實用軟體程式中,協助設計人員加速IEEE 1588系統整合之開發。

         

        Silicon Labs時脈產品總經理James Wilson表示:「Silicon Labs致力於提供業界最簡易的解決方案以簡化IEEE 1588的採用。將ClockBuilder Pro軟體支援擴展到我們的IEEE 1588模組可協助客戶加速上市時間,同時克服其他整合度較低之解決方案所帶來的系統設計挑戰。」

         

        對於IEEE 1588封包網路同步時脈的運用,已經不局限於通訊網路領域,而是擴及越來越廣泛的新興應用,而這些系統設計人員對時脈和同步方面的經驗可能不足。工程師們面臨的關鍵設計挑戰在於優化IEEE 1588系統級性能,這則受到板級(Board Level)硬體/軟體設計以及網路耗損(如負載流量改變引起的封包延遲變化)的共同影響。

         

        透過整合PTP組態選擇、時脈/埠編程以及簡單控制的Silicon Labs AccuTimeTM IEEE 1588軟體,Silicon LabsClockBuilder Pro軟體為各種網路條件和拓撲配置操作提供強大、可靠的解決方案。Silicon Labs IEEE 1588模組符合電信(G.8265.1G.8275.1G.8275.2)、電源(IEEE C37.238-20112017)、廣播視頻(SMPTE 2059.2)標準及默認設定檔,同時滿足ITU-T G.8261G.8273.2(T-BCT-TSC)G.8273.4(T-BC-PT-TSC-P)G.8262G.812G.813Telcordia GR-1244-CORE/GR-253-CORE中對時脈和同步的嚴格要求。

         

        如需下載ClockBuilder Pro軟體請瀏覽網站:silabs.com/developers/clockbuilder-pro-software。更多Silicon Labs IEEE 1588模組資訊請瀏覽silabs.com/timing/network-synchronizers/ieee-1588-modules

      • 蓝牙mesh网络与DALI智能照明标准将是天作之合?

        EasonHuang | 11/321/2020 | 02:16 AM

        2020年稍早蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)和DiiA(数字照明接口联盟)宣布正在开展合作,目标是为了指定一个可以在蓝牙mesh照明控制网络上对D4i智能灯具进行配置、监视和控制的标准接口。这两家机构将通过协调标准来引领照明行业打造具有完全互操作性、即插即用、可在现场升级的未来物联网照明系统。


        蓝牙技术联盟最近发表了一篇题为蓝牙与DALI“双剑合璧”,加速推进物联网商业照明的文章,很好地总结了此次合作对业务和市场的影响。尽管如此,我们还是有必要从工程设计的角度来更深入地了解此次合作的意义以及照明行业可能感兴趣的最终产品外观与协作方式。

         

        蓝牙mesh网络
        蓝牙技术联盟于2017年发布了一套mesh网络规格,包括mesh网络配置文件、mesh网络模型和mesh网络设备属性。mesh网络配置文件指定了通用mesh网络的运行方式。尽管使用蓝牙技术建立低功耗无线网络这一想法已存在多年,但mesh网络模型和mesh网络设备属性的发布极大出乎了业内的意料,尤其是鉴于它们所覆盖的范围。


        mesh网络模型规格包括构建具有高度可扩展性的强大照明控制网络所需的一整套功能。仅将它们归类到照明控制并非完全妥当,因为mesh网络模型规格中的重要部分涉及传感器和数据。如今,传感器显然已成为照明控制系统的基本组成部分,而更加明显的一个趋势是,照明系统中的控制部分开始被来自非照明环境传感器(例如温度、空气质量、噪声、二氧化碳浓度等)的数据所覆盖。而蓝牙mesh网络模型规格则从一开始就支持所有这些趋势。


        除了传感器之外,有人还预测该行业将越来越渴望采集更多来自现场设备的数据,这也让mesh网络设备属性有了“用武之地”。2017年,mesh网络设备属性制定了上百种可在蓝牙mesh网络设备之间交换的数据点定义。这个异常丰富的数据定义集合带来的是富含数据的照明网络。2020年10月,我们刚刚发布了mesh网络设备属性规格版本2MDPv2。MDPv2的数据定义数量目前达到183个,几乎翻了一倍。而且更重要的是,大多数添加的数据定义都与照明系统有关,尤其是DALI。

         

        DALI
        DALI是数字照明接口联盟DiiADigital Illumination Interface Alliance旗下的一个品牌,是“数字可寻址照明接口”的缩写,其正式名称是IEC62386。它是一项非常完善且覆盖范围广泛的照明标准,并以其零部件为人熟知。近期引起人们特别关注的是DALI 25x(尤其是251、252和253标准),它们被统称为D4i(物联网DALI)或灯具数据部分。

        • DALI 251:涵盖了灯具资产管理并包含序列号、生产日期和名义参数(功率、电压、CRI、CCT等)等数据。
        • DALI 252:涵盖了能耗计量并定义了如何报告功率和能耗。
        • DALI 253:被称为诊断和维护部分,并且定义了灯具驱动器以及光源本身的各种数据报告项目,例如故障条件、欠压/过压事件、热降额、电源周期数等。


        这三者加起来提供了近一百个灯具的数据报告项目。考虑到一个蓝牙mesh网络中可能有数千个灯具,灯具业务可以说是一项大数据业务。对此您也许会感到惊讶。但这些数据的确可以用于许多用途,比如管理照明系统、优化能耗和预测性维护等,而且现在所有这些数据都能够获取。

         

        合作所产生的效益
        由于能够从数字驱动器中读取数据,传感器控制器突然有了一个新的作用:它可以通过mesh网络将有关驱动器和光源的数据转发到云系统并在那里对其进行转换和分析后再发送至各种应用。


        空间利用应用可以将所采集到的建筑使用数据可视化。照明维护应用可以监视每盏灯的工作状况、观察异常情况并在问题灯具出现故障前触发维修措施。能源报告应用可以将数据发送至公用事业单位,从而帮助改进能源平衡。这些应用带来了无尽的可能性。

         

        新的规格
        我们需要对所有在产品中实现的可能性制定标准规则。数字照明接口联盟DiiA负责DALI总线的定义、数字驱动器中的功能以及数据报告格式。蓝牙技术负责实现灯具之间的无线mesh网络(mesh网络配置文件规格)并提供照明控制和感应功能(mesh网络模型规格)以及兼容的数据格式(mesh网络设备属性)。


        虽然蓝牙技术和DALI之间的控制功能和数据类型映射十分直观,但要将其升级到全球统一的互操作水平,就需要制定蓝牙-DALI规格。由于两家机构已签署合作协议,这项工作正在进行中。该规格还将促成一项联合认证计划,从而保证蓝牙mesh网络(灯具间无线网络)和DALI(灯具内总线)之间的中间设备(例如传感器控制器)都经过互操作性和功能测试。

         

        天作之合
        正如您所见,这一体系可谓是天作之合,不但可以精准映射控制功能,还可以精确、清晰地映射数据,而且蓝牙分布式控制架构与DALI应用控制器概念珠联璧合。这种相互之间的匹配度和扩展性如此之高的独立架构是很少见的。如此双赢的合作让我们非常期待这对组合广阔的未来发展前景。


        凭借技术上的匹配以及蓝牙技术联盟与DiiA之间的密切合作,市场上将出现更多互可操作的智能照明组件,进一步加快在改造环境和新建环境中采用物联网智能照明系统的速度,最终做到以适中的成本,实现节省能源、提高舒适度和用户体验的目标。

         

        原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/-YBS_TseSaKAp3FqLvnNvQ  

         

      • 技术干货-简化汽车电子时钟树的设计

        EasonHuang | 11/321/2020 | 02:13 AM

        汽车电子产品的发展速度较以往快速许多,尤其制造商在开发全自动化汽车时,会将功能丰富的信息娱乐系统和高级驾驶辅助系统(ADAS)加入产品线。先进的半导体技术有助于这些新型车辆系统的快速开发和部署。半导体制造商也逐渐推出汽车级产品,包括更高带宽的处理器、GPU、高速PCI-Express交换机、以太网交换机SoC/PHY和FPGA。最新一代的汽车采用集成电路平台和连接解决方案后,在系统能力、功能、性能和成本方面带来了显著的效益,但设计的复杂性也给系统设计者带来新的挑战。

         

        其中一项挑战是满足处理器、FPGA、交换机SOC、以太网物理层、USB物理层和PCIe Express Gen3/4端点中高速SerDes对高精度、低抖动参考时钟日益增长的需求,这些终端可用于汽车网络网关、信息娱乐系统、数字驾舱、ADAS、激光雷达和自动驾驶控制单元。在这些不断发展的新应用中,对精密参考时钟的需求数量在稳定增加,它们需要这些参考时钟支持单端和差分时钟格式、可变频率,以及低至300fs的RMS相位抖动要求。

        本文作者为Silicon Labs时钟产品高级营销经理Kyle Beckmeyer先生

         

        汽车电子技术的发展

        在汽车史上,汽车系统设计使用较低带宽的处理器和微控制器,每块板的设计只需要一到两个单端参考时钟频率。满足这些定时要求很简单,因为他们只需使用一两个石英晶体或晶体振荡器。随着现代汽车电子设计使用参考时钟数量的增加,满足定时要求的最简单方法是添加更多的石英晶体或振荡器;然而,调整基于石英的组件数量有许多缺点和局限性。除了增加电路板空间和成本外,石英晶体和振荡器先天上易受冲击和振动故障的影响,会造成很高的故障率。增加石英晶体和振荡器的数量会增加系统设计的故障点数以及长期的可靠性风险。

         

        多年来,通信、计算、工业和消费市场一直使用基于硅的集成时钟发生器解决方案来满足对精确参考时钟定时的要求,而非石英晶体和振荡器。为确保系统正常运行并将误码率降至最低,高精度、低抖动的基准时钟在高速设计中至关重要。随着处理器速度和SerDes带宽水平的提高,对基准时钟的抖动要求也变得越来越难以满足。

         

        最新一代汽车网络网关、ADAS传感器和自动驾驶平台目前正使用高带宽处理器、FPGA、1G/10GbE连接和PCI-Express Gen3/4/5数据总线,这些总线要求差分时钟的相位抖动须低于500 fs RMS。时钟发生器可以将多达八个石英晶体或振荡器的功能整合到一个集成电路中,并在时钟输出上提供优异的RMS相位抖动性能(<300 fs RMS),同时提供许多附加功能和优点,有助于简化系统参考时钟的设计。

         

        时钟树要求持续增长

        通过整理系统设计中所需的参考时钟组合,可以选择和定义最佳的定时解决方案。一组参考时钟通常被称为“时钟树”。时钟树通常包括输入参考频率、端点所需的输出时钟频率、时钟输出格式以及每个参考时钟最大抖动性能的要求,这些往往由每个终端设备制造商指定。

        除了新的汽车处理器、FPGA、连接和数据总线半导体解决方案正投入市场之外,AEC-Q100合规的硅基时钟解决方案现在也可用于简化汽车应用中日益复杂的时钟树设计问题。通过整合参考时钟到集成式时钟发生器中,系统设计者可以减少故障点,提高系统可靠性,并在抖动性能和频率灵活性方面获得显著优势。与传统基于石英的器件相比,额外的优点包括减少占板面积以及降低解决方案的总成本。

         

        汽车时钟解决方案的进展

        除了在同一设备产生分数和整数相关的输出频率外,最新一代AEC-Q100合规的时钟发生器配备的全新功能也可以帮助简化汽车电子时钟设计,而这些都是传统石英晶体或振荡器解决方案无法具备的。

         

        随着ISO26262和ASIL要求的引入,安全性始终是所有汽车电子产品设计的首要任务。这些要求也会带来新的设计挑战。要在定时设计方面达到系统安全层级的目标,系统设计人员使用的时钟发生器应具备冗余的主要和备用参考输入功能、健康状态监测功能以及可以直接与系统安全管理IC通信的故障检测指示器。

         

        在过去,汽车电子系统设计者一直不采纳时钟发生器,是因为潜在的电磁排放问题可能无法符合CISPR25 Class 4或Class 5的限制要求。展频已经成为减少电磁排放的一种通用做法,但是在应用展频的情况下,能够容许参考时钟展频的频率和端点数量有限。最近由Silicon Labs(亦称“芯科科技”)完成的研究和CISPR25测试显示,使用互补的LVCMOS输出驱动器生成的单端时钟,结合新的布局方法和作业模式,可大幅减少时钟的电磁排放,并且在CISPR25 Class 4和Class 5的测试中展现出优异的结果。

         

        最新一代符合AEC-Q100标准的时钟发生器也完全可以编程,使系统设计能够根据特定的时钟树要求,在几分钟内提供完全定制的解决方案,而无须苦等定制器件的开发。如果在产品开发过程中需要更改,则可以通过易于使用的软件来完成或使用I2C端口直接在系统中进行。

         

        为提高乘客的安全性和体验,汽车制造商的自动驾驶系统正迅速采用新的网络、ADAS以及利用先进的半导体处理器、FPGA、GPU和以太网交换机/PHY。采用这些新式、更高带宽的平台增加了设计的复杂性,同时也增加了对高精度、低抖动的单端和差分参考时钟的需求。汽车级AEC-Q100时钟发生器的推出为系统设计师提供了集成式高性能解决方案,能够将整个时钟树整合到单一IC电路中,与传统的石英晶体和振荡器解决方案相比,可提高可靠性并降低系统成本。

         

        关于作者

        Kyle Beckmeyer是Silicon Labs时钟产品高级营销经理。Beckmeyer负责管理数据中心和汽车市场的产品战略、新产品推介和业务开发。Kyle拥有超过15年的时钟产品经验,拥有加州大学戴维斯分校的电气工程理学士学位和圣克拉拉大学的商业管理硕士学位。