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      • 【成功案例】超低功耗 Wi-Fi助力Allterco的智能家居动作传感器

        EasonHuang | 03/90/2021 | 07:41 AM

        Silicon Labs(亦称 “芯科科技”)近期协助物联网产品制造商Allterco推出了Shelly Motion产品,这是一款通过Silicon Labs的Wi-Fi物联网解决方案实现的新型智能家居动作传感器(Motion Sensor),其具有极佳的电池寿命。Shelly Motion采用Silicon Labs行业领先的Wi-Fi技术进行优化,旨在满足物联网传感器的超低功耗要求,并且同时达成响应速度快、能效高、使用方便等特色。

         

        随着消费者花费更多的时间在家里,他们对于创新智能家居产品的接受度也跟著提高,以实现更安全,高效及舒适的生活方式。Shelly Motion使客户无需使用专用集线器即可直接连接到任何Wi-Fi路由器。该传感器还提供与Alexa、Home AssistantSmartThings和其他第三方家庭自动化平台的完全兼容性,以达成更好的易用性。

         

        Shelly Motion配备了6,500毫安时的可充电电池,一次充电即可运行并保持与家庭Wi-Fi网络的连接超过一年,而竞争对手的传感器则需要更换电池或在连续运行数周后充电。该传感器全天候连接Wi-Fi网络,提供极快的实时响应 (平均不到200毫秒) 和即时检测。这种功能组合提供了卓越的家庭自动化体验,Shelly Motion可以通过另一个设备立即触发动作,比如当有人进入房间时打开灯。

         

        除了超长的电池寿命外,Shelly Motion的主要功能还包括:

        • 实时响应:具有快速运动检测能力,在不到200毫秒的时间内(或眨眼的时间内),传感器可以触发任何连接设备的动作,例如打开空调或打开房间的百叶窗。
        • 极佳的灵敏度:独特的256级灵敏度将允许您非常精确地调整距离和移动传感器的反应。
        • 篡改检测:具有128级振动灵敏度,Shelly Motion将在有人触摸设备或试图将其从初始位置移开或移动时立即通知房主。
        • 无需集线器:Shelly Motion无需集线器即可直接控制,并与任何标准Wi-Fi路由器兼容。
        • 定制时间表:业主可以定制传感器的行动,如控制其他智能家居设备或任何定义的个人喜好。

         

        Allterco首席执行官Dimitar Dimitrov表示:“我们很高兴与Silicon Labs合作,向市场推出Shelly Motion”。“我们的首款Wi-Fi动作传感器结合了客户对Shelly产品的强大而易用的功能,以及Silicon Labs的尖端物联网技术。我们致力于与业界最优秀的公司合作,提供无障碍、经验证的智能家居产品,并期待着在未来几个月宣布更多与Silicon Labs合作的创新解决方案。”

         

        Silicon Labs副总裁兼IoT家庭和消费产品总经理Jake Alamat表示:“新型Shelly Motion Wi-Fi传感器满足了IoT产品对低维护、长电池寿命运行的需求”。“Silicon Labs市场领先的超低功耗Wi-Fi物联网解决方案在提供卓越性能和易用性、简化智能家居体验方面都发挥着关键作用。”

         

        探索Silicon Labs全系列Wi-Fi解决方案:https://cn.silabs.com/wireless/wi-fi?cid=nat-prr-wfi-021021

      • 【应用案例】无线传感器网络开创社交距离和动物追踪研究的新突破

        EasonHuang | 03/88/2021 | 07:38 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)近期访问了两位动物追踪研究专家,分别是来自俄亥俄州立大学进化、生态和生物学系的生物学家Simon Ripperger和德国埃尔兰根-纽伦堡(FAU)弗里德里希-亚历山大大学电子工程研究所的工程师Niklas Duda。这对天才搭档采用基于EFR32 Flex Gecko SoC的无线传感器网络设备进行社交距离与动物追踪的研究,为物联网技术运用于该领域首开先河。

         

        此一创新的自然观察技术允许同时进行直接接近感测、高分辨率跟踪和远程数据下载,以便他们的团队能够收集到更多关于野生蝙蝠的数据和观测。无线传感器网络为传染病传播、野生动物资源、觅食策略和生理学等科学知识的新领域打开了大门。这两位杰出的科学家也通过本文解释了其研究是如何产生的,以及结合物联网技术的优势。

         

        无线传感器网络如何收集信息?

        Simon无线传感器网络是用于自然观察的先进解决方案——自动化程度和数据质量肯定是优异的,因为我们结合了不同的功能,例如高分辨率的追踪技术,可以在小范围内追踪带有标签的动物并进行近距离感应。支持无线传输的标签可以轻到1克,包括外壳和电池;反观具备远程下载功能的GPS跟踪系统将重达好几克且非常耗电。

         

        对我这个生物学家来说,最令人兴奋的功能是近距离跟踪。这些标签相互交换信息,使观察者可以每隔几秒就获得一整组动物的社交网络数据,如果您一直在研究动物的社交网络,而且数据量惊人的话,这带来了相当大的助益。

         

        您为什么选择Silicon Labs的无线解决方案?

        Niklas: 自2017年以来,我们在所有研究中都使用了Silicon Labs EFR32无线SoC系列解决方案。我们的标签有接近记录和定位功能,在两个不同的频率上运行。在使用Silicon Labs产品之前,我们必须使用三个独立的IC来支持这些功能。然而,Silicon Labs的Flex Gecko将两种频率的收发器和微处理器核心集成在一个组件中,使PCB更小,更容易控制无线电,从而提高了整体性能。

         

        另外,EFR32无线SoC具有超低功耗的优势,当标记动物时,无线标签必须尽可能小、轻、省电,而Silicon Labs的解决方案可以满足这些需求。

         

        请进一步分享通过无线传感器网络进行动物追踪的收获

        Simon:利用无线传感器网络来观察蝙蝠的社交网络,以及当蝙蝠生病时它们是如何受到影响的,我们发现它们的社交活动减少了,可称之为社交距离。从本质上说,当它们感到不舒服时,会设法与团队保持距离。

         

        您未来的计划是什么?

        Niklas:我们正在组建一家名为Dulog的公司,出售这项运用无线传感器网络的追踪技术并用于其他动物。这项技术正在开发中,有几个试点客户,应该在今年晚些时候上市。

         

        Simon:这些应用没有尽头,从防止传染病的传播到研究社会动物之间关于食物资源的信息流,甚至交配行为。为什么群居动物会有这样的行为?有了这项技术,您现在可以不受干扰地观察它们的自然行为,同时也可以用它来观察动物对野外实验方法的反应。

         

        您认为物联网在未来5-8年将走向何方?

        Niklas: 随着物联网的发展,传感器变得越来越小,这确实有益于科学界,而物联网技术也正在从较大的商业市场开始往特定应用领域发展,带来更多好处。

         

        Simon:对生物学来说,新技术总是能带来研究的突破。动物追踪已经存在了50或60年,但物联网的进步帮助开创了生物学和动物追踪的复兴,你可以在生物学研究的各个方面利用超低功耗计算的好处,使研究者不仅可以得到更好的数据,还可以进一步探索更广泛的动物物种。

      • Power Hour热门主题中文回放上线-信号传感的隔离应用

        EasonHuang | 03/84/2021 | 08:15 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)近期发布“Power Hour电源隔离系列在线研讨会”的第三场中文随选即播回放-“信号传感的隔离应用(Isolated Signal Sensing)”,欢迎中国工程师们收看,以复习相关设计知识和技巧:https://cn.silabs.com/support/training/isolated-signal-sensing

         

        全系列Power Hour电源隔离系列在线研讨会已圆满结束,欲观看演讲内容回放可以访问活动官网,点选您感兴趣的主题重覆收看完整录制内容:

        https://www.silabs.com/support/training/isodrivers-in-high-power-inverter-systems

         

        信号传感的隔离应用

        客户的期望以及行业标准的变化,推动了对改进隔离放大器和电流/电压传感器功能的需求。这些产品是目前市面上高效逆变器的基础,从工业焊机、汽车电气系统到太阳能逆变器等多样应用都需要应用这类解决方案。Silicon Labs的新型Si892x, Si893x和Si894x隔离放大器和delta-sigma调制器提供高精度隔离电压和电流测量,最小的温度漂移,同时保护高压瞬态。

      • 专家问答-领先掌握电源管理与隔离芯片应用最新趋势

        EasonHuang | 03/84/2021 | 08:13 AM

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)隔离产品高级经理John Wilson近期接受行业媒体专访,针对电源管理和隔离芯片应用的最新市场趋势,以及Silicon Labs相应的半导体解决方案进行了一系列的问答。内容精彩实用,欢迎点击参考完整问答。

         

        1. 5G、人工智能、数据中心、新能源汽车和工业物联网等行业发展,推动了电源管理芯片和功率器件使用量和技术升级,如何看待其中的机遇?市场空间有多大?

        John WilsonSilicon Labs对电动汽车和混合动力汽车市场的快速增长特别感兴趣并参与其中,因为我们开发了可用于电源系统的集成式电气隔离产品。电源系统的例子包括车载充电器,DC-DC转换器,电池管理系统和牵引逆变器。凭借强大的数字隔离器、隔离栅极驱动器及隔离电流和电压传感器产品组合,我们可以为隔离系统控制提供基本且必要的组件。此外,电机控制等工业市场和太阳能逆变器等能源市场可望继续增长。

         

        1. 厂商开始布局汽车级、工业级、军品级甚至是宇航级电源器件,这些高端应用的产品主要侧重于哪些特性?贵司的相应产品有哪些?

        John Wilson许多航空航天公司传统上都有很多专门为他们制造的、具有极高可靠性和低缺陷率的电源器件,而现在他们转向了汽车行业,以寻求具备高可靠性且成本低得多的产品。汽车领域所期望的低缺陷率、长产品寿命和广泛认证(例如,针对有源集成电路的“AEC-Q100”认证,这也是Silicon Labs所有隔离产品组合要达到的认证水平)已被证明足以用于航空航天领域。

         

        这种变化有助于航空航天行业获取最新的技术和进展,而不是依赖于“军用规格”或“抗辐射”的旧技术。因此,汽车、工业和航空航天的电源系统要求低缺陷率、扩展的工作温度(-40℃-125℃)和可靠的认证,这些Silicon Labs都可以提供。

         

        1. 以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的宽带隙半导体已经获得认可,应用锁定新能源汽车盛行、5G基站等高增长领域,您如何看待此类技术的发展趋势?

        John Wilson相比氮化镓(GaN),碳化硅(SiC)似乎在各个细分领域中都更快地被市场所接受。SiC拥有一些优势,包括更高的工作电压,对短路损坏的敏感性更低,更广泛的供应和可用性,以及在成本曲线方面可能领先一些。这并不是说GaN不发展,它会发展,但是其接受曲线似乎要落后一些。Silicon Labs对这些趋势持中立态度——我们开发的隔离栅极驱动器适合任何开关类型,而且我们和两种宽带隙功率晶体管的供应商都已建立了合作伙伴关系。

         

        1. IGBT在高压电力和汽车应用中的使用量较高,SiC会取代IGBT吗?SiC在汽车领域普及面临的难题是什么?

        John Wilson根据我们接触过的许多整车厂(OEM)的看法,作为一种示例应用,电动汽车/混合动力汽车的牵引逆变器将继续长期采用IGBT。IGBT成本较低、性能稳定、用途广泛,并且非常适合汽车应用,特别是汽车电池电压会保持在大约450-500V以下的情况。然而,大多数客户表示,对于800V及更高的电压,SiC是更好的选择。凭借更好的耐高温特性、更小的物理尺寸、更高的开关频率和更低的开关损耗,SiC在800V系统中具有明显的优势。

         

        但是,SiC功率晶体管的成本要高得多。OEM和一级供应商(Tier 1)的设计人员正努力对SiC进行成本/收益分析,因为据我们一家客户所述,在基于SiC FET的牵引逆变器的总体物料成本中,多达40%实际是SiC功率晶体管。考虑到一辆800V汽车的系统组件成本也较高,这使得很难对产品进行权衡。因此,随着时间的推移,SiC的接受度将继续增加,但是对混合动力汽车助推电机和小于500V的电动汽车而言,IGBT在很多年内将仍然可行。

         

        1. 用户如何根据电池供电的设备选择合适的DC-DCLDO器件?

        John Wilson由于我们在这里将电动汽车视为一种电池供电的设备,因此我将继续围绕该主题讨论。电源系统设计必须做出的一项关键决定是,要构建低压差线性稳压器(LDO)或DC-DC转换器还是选择集成了这些器件的产品。从Silicon Labs的角度来看,我们已经为当前的产品组合和未来产品路线图中的器件集成了片上稳压器和DC-DC转换器。为本地负载点(point-of-load,POL)电源集成DC-DC转换器的优势包括:更少的器件数量、更简单的设计、更快的上市时间、针对应用的精确设计,以及更小的电路板面积,这些优势结合起来可以实现更小的尺寸和更低的成本。

         

        1. LDODC-DC、参考电压、电池充电的技术研发的方向是什么?不同厂商的产品之间的差异化在哪里?贵司的产品优势是什么?

        John Wilson在这些技术中,我想讨论电池充电技术。汽车领域新兴的无线充电应用使电池充电这一话题尤其引人关注。贴近感应充电消除了笨重的充电电缆,增加了用户的便利性。在充电方式上,它还开启了新的可能性,例如大型公共汽车可以在停靠站或终点站充电,而无需驾驶员或技术人员连接或断开电缆。

         

        公共有线充电点市场还是会继续快速增长。所谓的“充电桩”或外部充电器执行AC-DC转换为电动汽车电池快速充电,它们对于发展基础设施以支持数量增多的电动汽车是必要的。这些外部充电器需要隔离器件,以将大功率系统和低压系统控制、计费/信用卡系统分开。因此,对数字隔离器、隔离栅极驱动器及隔离电流和电压传感器的需求将会增加。

         

        1. 高功率密度、低静态电流、低EMI、低噪声、高压隔离等是电源芯片追求的特性,贵司的电源芯片在这些方面表现如何?有哪些专有技术?

        John Wilson电磁干扰(EMI)是我们许多客户的系统设计人员所担心的问题。他们必须在PCB和模块层面通过严格的EMI/EMC测试,以证明该子系统在大型车辆中合格。Silicon Labs对自己的隔离产品进行了严格的设计,以实现低辐射和对电噪声的低敏感性。此外,我们提供板级产品指南和应用说明,可以帮助系统设计人员成功抑制噪声,并帮助我们的客户满足其系统级要求。

         

        高电压性能和隔离功能是我们产品设计另外的重点所在。我们广泛致力于自己隔离产品的设计和认证,以符合所有适用的国际标准,从而建立客户的信心,确保电气系统安全,防止系统损坏,并保护人员免受伤害。随着汽车和其它应用中的电压不断升高,Silicon Labs隔离产品的作用也将伴随这些趋势不断增强。

      • 实作演示视频:通过网络分析仪测量无线阻抗

        EasonHuang | 03/81/2021 | 09:07 AM

        Silicon Labs (亦称“芯科科技”) 硬件应用工程师范军介绍了如何使用网络分析仪来测量天线的阻抗。使用到的仪器是Keysight科技的ENA系列的两端口分析仪E5063A。它可以测量的频率范围是100KHz到8.5GHz,且内部可以产生-20dBm到0dbm的单音激励信号进行最多两端口网络的S参数测量。

         

        测试之前,一般要进行网络端口的校准找到S参数的参考平面才可能尽可能准确的测量相关的S参数。要测量的单端天线属于单端口网络。因此只需要校准一个网络端口即可,若搭配电子校准件,可以支持两端口网络的校准。找到该端口的参考平面就可以测出S11参数。单端口的阻抗,驻波比等都可以从S11参数里面提取出来。本期视频测试DEMO板上天线的阻抗。

         

        本视频的实作主要分为四个部分介绍:

        • 网络分析仪测试系统介绍
        • 网络分析仪的基本设置
        • 网络分析仪测试系统的校准
        • 用校准的网络分析仪测试系统测量天线阻抗

         

        收看完整的实作演示视频:https://www.bilibili.com/video/BV1Hf4y1y7by

      • 技术干货-面向未来的电动汽车电池管理系统

        EasonHuang | 03/81/2021 | 09:06 AM

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)电源产品营销总监Rudye McGlothlin近期撰写一篇技术应用文章,说明电动汽车中关键的电池管理系统的设计需求与和未来的技术发展趋势。欢迎阅读完整内容。

         

        电动汽车续航力至关重要

        尽管当前电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(HEV)的生产蓬勃发展,但消费者的实际兴趣可能有些滞后。根据一家汽车研究公司的最新调查结果显示,对于尚未考虑抛弃传统内燃机(ICE)车辆的消费者来说,对电动汽车电池续航能力的担忧,仍是阻碍其购买电动汽车的最重要因素。

         

        电动汽车驾驶员通常会遭受一种特有的困扰——日益普遍的“续航焦虑”。内燃机车辆驾驶员就不会有这种焦虑,因为无论他们行驶到任何地方,都可以在附近找到加油站,并且加满油箱的过程一般不会超过几分钟。

         

        许多人购买电动汽车纯粹是为了工作通勤。每周五到六天在家和办公室之间往返,这很大程度上可以消除电动汽车续航里程的不确定性;车辆可在家里过夜充电,或者在工作场所附近的快速充电站充电,又或者在工作场所的停车场充电。

         

        然而,只要一想到周末的乡间公路旅行,续航焦虑就又回来了。为了解决这一问题,半导体技术正在不断创新,为实现更快的充电速度和更高的电动汽车续航里程铺平道路。

         

        电动汽车系统概述

        在动力传动系统、能量存储和转换系统方面,电动汽车采用了模块化方法(如1所示)。通常,这些部件包括以下主要电路组件:

        • 车载充电器(OBC:车辆的锂离子电池由OBC充电,后者又包括带有功率因数校正(PFC)的AC-DC转换器。
        • 电池管理系统(BMS:BMS负责监测车辆各个电池的状态,以确保实现最高的效率和安全性,防止过热、过度充电或充电不足。
        • DC/DC转换器:高压电池通过DC/DC转换器连接至内部的12V直流网络。内部直流网络为配件供电,并为本地开关转换器提供偏置。
        • 主逆变器:负责将高压DC转换成AC以驱动电动机。它还用于再生制动以及将未使用的能量返回电池。

        1:典型的电动汽车系统架构示例。

         

        电池管理系统和CAN总线

        对电动汽车电池来说,它们可能会变得越来越强大,但是随着在动力传动系统中增加更复杂的电子设备以实现更有效的维护、充电和使用,对电池的要求也在逐步增加。这些系统需要精确测量重要的安全元素,例如电池组的电压、电流和温度。然而,这些测量是在高压下进行通信的,这会对收集和处理数据的敏感电子设备造成潜在的危险。

         

        例如,BMS通过车辆的车载中央计算机将电池状态的基本实时数据传输给驾驶员。确保这种通信的准确性和顺畅运行,对于消除驾驶员的续航焦虑是至关重要的一步。危险在于高压和开关噪声,前者来自电池,未来几年内电池的容量可能会达到800V或更高,而后者则由与中央处理器通信的电池管理系统造成。

        2:电池管理系统通信接口。

         

        2中简化的BMS系统显示了在与电动汽车子系统之一连接时信号和电源隔离的重要性。现代数字隔离需要在隔离器的两侧都有电源,并且其还可用于为连接到隔离器的其他器件(如CAN总线收发器)供电。高压域在电池组一侧,低压域在CAN收发器一侧。

         

        虽然2中的示例着重于CAN总线接口,但在电池组和微控制器(MCU)之间可能还需要额外的隔离。用CAN收发器隔离各个子系统的最佳选择,是使用集成DC-DC电源转换的隔离解决方案,以避免整个系统设计过于复杂。

         

        宽禁带半导体的前景

        新系统不可避免的引入,将增加半导体和其他电子元件的数量,从而增加对电池电力的需求。通常,这种额外的需求会增加系统的成本和重量,在电动汽车市场中,重量越大意味着整体效率就越低。而且随着总线电压的升高,硅晶体管的成本也将随之增加。

        很明显,诸如Si MOSFET、IGBT和超结等传统的硅技术已经不再适合电动汽车。业界已经开始采用最先进的宽禁带(WBG)技术进行设计,如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),这两种技术在电动汽车中都有其独特的优势。

         

        与Si IGBT相比,SiC技术具有更高的工作温度、更高的阻断电压和快得多的开关速度。在电动汽车动力传动系统的核心部分,牵引逆变器会间歇性地将大能量包传输回电池,这将体现出SiC开关的最大优势。另一方面,GaN开关可以为从低功率系统到最高10kW系统(包括AC-DC OBC和DC-DC辅助电源模块)的一系列其他电源系统提供优势。

         

        然而,由于GaN和SiC使用了更高的开关速度,它们会产生大量的噪声。因此,随着汽车供应商开始采用WBG功率晶体管来满足不断增长的功率密度需求,基于半导体的隔离变得不再只是值得拥有,而是成为物料清单(BOM)中至关重要的项目。

         

        实现更佳的性能

        要想真正能和内燃机车辆进行竞争,电动汽车电池管理和电源转换系统就必须做到小巧、轻便且耗电量少,同时还要能为电动机提供高效的动力。

         

        要想获得更广泛的采用,不仅要消除人们对续航里程和成本的误解,还要确保电动汽车制造商在设计层面上尽可能使其电池管理系统具备未来适用性。

         

        尽管面临挑战,但随着汽车电气化成本的下降和相关系统设计经验的增长,我们将迎来一个新的突破性技术创新发展阶段,各个系统将变得更低温、更快速、更小巧、更高效。届时,我们将看到电动汽车真正的能力。

         

        原文链接:https://www.ednchina.com/news/magazine_202103TF.html

      • IoT創新應用-藍牙追蹤接觸可望輔助防疫

        EasonHuang | 03/81/2021 | 04:12 AM

        在通訊技術不斷發展下,低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)技術可以結合新的尋向(Direction Finding)功能來協助使用者找出所有與感染病例的接觸者並進行隔離。如果我們能以某種方式對智慧型手機的藍牙無線電重新編程,則有可能藉由智慧型手機來檢測哪些人曾經彼此直接接觸。

         

        Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)近期即製作一篇技術應用文章,針對藍牙尋向技術的原理以及實際設計進行了系統性的介紹,從而攜手行業工程師一同挖掘IoT的創新應用。
         

        COVID-19來無影去無蹤且傳染力甚高,傳統人力追蹤COVID-19接觸者的方式已經不夠迅速,無法有效遏止COVID-19迅速蔓延。在通訊技術不斷發展下,藍牙技術可以快速找出所有與感染病例的接觸者並進行隔離,來縮短作業的延遲。

         

         

        在設法控制肺炎病毒的國家中,韓國和德國正在運用數位追蹤技術,來控制和遏止此一病毒的流行。雖然此舉帶來了曙光,但必須聲明的是,技術只是一種工具,儘管很重要,但終究不是最終的全面性解決方案。

        在投資於數位追蹤時,設計工程師必須持續根據成本和風險評估效益。隨著政府和人民高度渴望回到COVID-19之前的世界,人們殷切期盼新技術的開發能夠挽救生命並拯救經濟。

         

        結合傳統與科技數位追蹤

        數位追蹤應結合傳統的接觸者追蹤過程,而不是將之取代。由醫療專業人員進行的追蹤採訪是接觸者追蹤的基本過程,應與技術配合使用。目前工程師還沒有成熟可靠的追蹤技術,可用的技術容易出錯,其所帶來的風險,便包括偽陽性和偽陰性的錯誤。此外,在法律上沒有足夠的數據,聲明確認有關此病毒如何傳播的途徑跟方式。

        低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)是一種廣泛使用與部署的成熟連接技術,具有實現數位追蹤的巨大潛力。每台現代智慧型手機都配備了藍牙無線電,而當前幾乎每個人都擁有智慧型手機。如果我們能以某種方式對智慧型手機的藍牙無線電重新編程,則有可能藉由智慧型手機來檢測哪些人曾經彼此直接接觸。

        從技術角度來看,理論很簡單,每個智慧型手機的藍牙無線電都能被調整為可向附近的手機廣播隨機的短訊息,並對隨機短訊息加密簽名。同時,每台電話都能收到並記錄從附近裝置接收到的所有加密簽名。

        之後,每部電話都將記錄與其聯繫的所有電話記錄,透過所蒐集的線上數據庫,工程師可以建構整個人口追蹤記錄。如果某個「A」被診斷出患有COVID-19,則可以立即向所有接觸者發送通知,要求他們進行自我隔離,以中斷病毒繼續在社區中傳播的風險。

         

        數位追蹤的優點

        基於藍牙的數位追蹤在下列幾個方面都優於傳統的接觸者追蹤方式:

        1. 即時性:一旦確認案例,可以迅速通知接觸者。即時性對於我們能否減緩這種病毒的速度至關重要。

        2. 持續進行接觸者追蹤:透過數位追蹤,我們可以警告人們他們可能已經直接與確診對象接觸(圖1)。

         

        圖1  數位追蹤可立即通知確診病患的過往接觸者採取自我隔離,並持續警告可能的接近者。
        資料來源:美國科學促進協會

        3. 資源最佳化:可以減輕醫療資源壓力。即使無法進行採檢,被告知的對象仍然可以採取預防措施。

        從紙上作業來看,看起來似乎一切情況良好,但實際上,一些挑戰必須克服。首先,藍牙並不是建立在接觸者追蹤功能應用的基礎上來建構,因此,工程師需要重新設計藍牙無線電的某些功能,解鎖位置追蹤的功能。例如,藍牙運行的2.4GHz頻段會被其他無線電技術(例如Wi-Fi)大量占用,該頻段上的巨大流量會影響藍牙的可靠性。

        但是,由於藍牙已被廣泛部署並且以合理的成本消耗最少的能量,因此最合適的方法是利用藍牙並處理相關的薄弱環節。考慮到全球防疫危機的緊迫性,這是在合理的時間內實現數位追蹤技術最可能的有效方法。

         

        RSSI技術

        接收訊號強度指示裝置(RSSI)技術能提供就近部署的藍牙數位追蹤解決方案,它能夠利用接收訊號強度的相關訊息,進一步確定兩個藍牙無線電之間的距離。

        然而,不幸的是,除了距離以外,還有更多因素會影響訊號強度。在室外環境中,濕度、溫度和雨水會嚴重影響訊號強度。在室內環境中,物體、多徑反射和訊號阻擋器也會大幅影響接收訊號的強度。

        因此,藍牙RSSI距離分辨值限制在3至5公尺,其錯報和漏報率會高於期望值。這代表工程師只能依靠這項技術來評估兩個人是否在彼此附近,以及停留了多長的時間。精心設計的藍牙RSSI追蹤演算法可以將曝險分為近距離和遠距離接觸。

        但是,RSSI無法評估接觸者之間的實際距離,這才是更有價值的數據。儘管有其局限性,RSSI仍可以成為追蹤接觸者的新模式。

        立即發送與COVID-19患者接觸的相關訊息給曝險的個人,可以敦促他們採取預防措施。但是,由於偽陰性問題可能威脅到人類生命,因此RSSI必須與傳統的專業疫調追蹤合作。

         

        藍牙尋向技術

        RSSI相對於其他競爭產品的一個重要優勢是實施方式很簡易,縮短智慧型手機應用程式的開發週期。這意味著大型技術公司可以在藍牙無線電建構簡單的API,開發人員能夠使用它們來建構追蹤應用程式。其他可能實現更精細定位數據的定位追蹤藍牙技術則需要存取藍牙無線電的低階功能,使智慧型手機用戶面臨嚴重的隱私問題。

        RSSI的主要替代方案是到達角(AoA)和出發角(AoD)解決方案,這些都屬於藍牙尋向技術(Bluetooth Direction Finding)類別。藍牙尋向解決方案可提供亞米級的(小於1公尺)定位精度,非常適合人口稠密的城市地區,如大型購物中心,雜貨店和商業大樓。在人口稠密的市區中,RSSI的偽陽性和偽陰性錯誤率極高。另一方面,藍牙尋向可以提供更詳細的人與人接觸數據。

        藍牙尋向定位測量使用與雷達和相位陣列技術相同的原理(如圖2)。從遠處接收相同波的天線陣列將產生多個波形,這些波形在不同路徑之間具有相位變化,具體取決於接收波的方向。

         

        圖2  藍牙測向技術可使位置檢測精度達到亞米級水平

        透過在設施中的已知位置使用兩個天線陣列(信標),能在亞米精度內檢測建築物中每個藍牙的標籤位置。該技巧採用了幾種幾何技術,從兩個定位器上來估計每個標籤的距離和角度。但是實際上,由於多徑、極化和抖動變化問題,情況要複雜得多。所以在此環節還必須導入複雜的演算法以糾正錯誤,並將位置測量的精度提高到小於1公尺。

         

      • Clock Talk中文讲座完整回放-解析最热门的5G和汽车时钟设计

        EasonHuang | 03/77/2021 | 09:10 AM

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)举办的“Clock Talk”时钟线上研讨会已圆满完成,为帮助中国本地工程师复习相关技术及应用知识,我们录制了全系列Clock Talk内容以提供随选即播回放,并特别针对中国市场热门的五个时钟应用主题录制了中文演讲,包括5G O-RAN、AEC-Q100汽车标准、IEEE 1588、56G/112G SerDes和高速FPGA/处理器的时钟设计需求与理想解决方案,以下将逐一介绍,欢迎参阅并前往官网收看回放内容。

         

        5G O-RAN的时钟解决方案

        5G Open RAN (O-RAN) 采用完全分离的方法来部署开放式移动前传和中传 5G 网络。O-RAN 将构建在虚拟化网络元件、白盒硬件和标准化开放式接口上,并支持新的移动网络生态系统,加快上市时间,降低部署成本,并展现真正的供应商互操作性。收看中文演讲回放以了解更多信息: https://cn.silabs.com/support/training/timing-solutions-for-5g-o-ran-systems

         

        适合汽车应用的 AEC-Q100时钟产品

        汽车制造商对于车载系统的时钟精确度要求日益严格,因此设计人员也开始积极寻求符合AEC-Q100汽车安全规范的时钟解决方案和实践方法。Silicon Labs 新一代汽车级计时设备可以满足汽车网络、信息娱乐、ADAS 和激光雷达等应用中常见的时钟设计要求,相较于传统石英方案可提供更多优势。通过演示Si5332-AM汽车级时钟发生器中的功能和设计指南,您将了解如何克服EMI/EMC顾虑以及硅时钟方案为系统带来的诸多好处。收看中文演讲回放:https://cn.silabs.com/support/training/aec-q100-timing-products-for-automotive-applications   

         

        非电信应用的IEEE 1588时钟解决方案

        IEEE 1588最初是为工业自动化应用中的时间分布而开发的标准,它在电信网络中的应用迅速得到行业的认可,并成为领先市场的标准。近期可以发现IEEE 1588在非电信环境中的应用,如广播视频、测试和测量、电力传输和金融交易等领域也正在快速发展。通过Clock Talk主题演讲,Silicon Labs时钟专家解释了IEEE 1588如何满足特定的行业需求,并展示相关时钟解决方案如何帮助您降低产品部署的成本和投放至市场的时间。收看中文演讲回放:https://cn.silabs.com/support/training/ieee-1588-timing-solutions-for-non-telecom-applications

         

        56G/112GSerDes选择XO/VCXO的设计考量

        电信、无线基础设施、光学模块、广播视频、医学成像和其他工业市场的下一代参考时钟要求大量采用FPGA、ASIC和SoC,它们使用56G 或112G SerDes 来支持更高的数据速率和带宽功能,但也引发了对系统参考时钟更严格的要求。Silicon Labs时钟专家在研讨会中重点介绍Si54x Ultra Series XO 和 VCXO 产品家族的关键功能,这些功能可确保参考时钟RMS 相位抖动性能保持在最大限度内,从而为系统设计者在其系统抖动预算中增加了更多馀欲。收看中文演讲回放:https://cn.silabs.com/support/training/design-considerations-when-selecting-xo-vcxo-clock-reference-for-56g-112g-serdes

         

        高速FPGA和应用处理器设计所需的时钟解决方案

        高速FPGA和ASIC在网络、数据中心、汽车、广播视频、医学和打印成像以及工业控制等众多高性能应用中的使用越来越普遍。随着应用性能的提升,终端应用需要更多高精度的参考时钟。Silicon Labs 拥有广泛的产品组合,可提供灵活、任意频率的时钟发生器,其利用享有专利的 MultiSynth™技术,可提供最集成的计时解决方案而不影响性能。收看Clock Talk系列针对该主题的中文演讲回放:https://cn.silabs.com/support/training/optimize-timing-solutions-for-high-speed-fpga-and-application-processor-designs  

      • Silicon Labs的Secure Vault物联网安全解决方案率先获得全球PSA 3级认证

        EasonHuang | 03/77/2021 | 02:24 AM

        Silicon LabsSecure Vault物联网安全解决方案

        率先获得全球PSA 3级认证

         

        屡获殊荣的低功耗SoC助力物联网产品免受软件和硬件攻击,

        以保护其知识产权、生态系统和品牌信任度

         

        致力于建立更智能、更互联世界的领先芯片、软件和解决方案供应商Silicon Labs(亦称“芯科科技”,NASDAQSLAB,正式成为全球率先获得高级别物联网(IoT)软硬件安全保护PSA认证的硅芯片创新者。由Arm联合创立的PSA认证是备受推崇的物联网软硬件及设备安全项目,其为Silicon Labs集成Secure VaultEFR32MG21无线SoC授予了PSA 3级认证

         

        这项里程碑成就巩固了Silicon Labs在保护物联网免受不良行为者侵害方面的领先地位。Secure Vault符合PSA 3级认证所定义的严格的安全软件和物理不可克隆功能PUF)硬件要求,从而大幅降低物联网生态系统安全漏洞所带来的风险,并减轻了知识产权方面的损害或者假冒产品造成的收入损失。具体来说,Secure Vault技术具备以下特性:

         

        • 对可扩展的本地和远程软件攻击进行防护;
        • 抵御本地硬件攻击,尽管在历史上硬件攻击比软件攻击更少,但由于价格低廉且易于访问的工具激增,这种攻击正在增加;
        • 通过独立的第三方实验室测试,可有效防止尝试使用精密的设备在特定时间内侵犯安全功能的行为。

         

        Arm首席系统架构师兼研究员Andy Rose表示:“随着对物联网应用的攻击不断增加且变得越来越复杂,为设备提供芯片级保护显得至关重要。Silicon Labs是率先获得PSA 3级认证的硅芯片供应商,可以提供经过验证的PSA信任根,以及针对各种复杂软硬件攻击的强大防护解决方案。”

         

        Silicon Labs物联网高级副总裁Matt Johnson表示:“物联网的持续增长要依靠设备在加入生态系统时有值得信赖的真实性和安全性。PSA 3级认证为物联网设备制造商和最终用户提供了其所需的保证,使他们知道自己的物联网应用能有效保护用于身份验证的私密信息,并防止假冒或流氓设备进入其供应链,从而避免对品牌和收入造成不可挽回的损害。Silicon Labs致力于芯片、软件和解决方案的创新,以确保我们服务的物联网消费者、企业和行业得到安全可靠的发展。我们已经进行了战略投资,成为安全物联网无线解决方案的领先供应商,并成为全球率先获得PSA最高安全级别认证的芯片创新者,这是我们取得成功的有力证明。”

         

        2020年推出的Secure Vault是屡获殊荣的先进功能套件,旨在帮助联网设备制造商应对不断升级、不断发展的物联网安全威胁和监管压力。Secure Vault包括了自己的安全内核以及ROMRAMFlash,其中包含核心加密算法和真随机数发生器(TRNG)功能,安全密钥管理与存储和物理篡改保护功能,以及在芯片制造时创建的、由Silicon Labs根证书链保护的安全身份。2020年,Secure Vault取得了PSA 2级认证,并荣获2020年LEAP连接类金奖Secure Vault还因其强大的物联网安全保护功能而获得了ioXt联盟SmartCert认证。202010月,ioXt联盟在其认证项目中选择PSA认证作为基础的信任根方案。

         

        PSA认证项目是Arm2017年联合创立的,旨在提供一个清晰的框架来保护联网设备的安全,从分析到安全评估和认证均有涵盖。该框架提供了标准化资源来解决日益增长的物联网需求碎片化问题,并消除了产品开发中的安全性障碍。PSA认证提供3个级别的安全保证,其中PSA 3级认证表明了对设备安全性的重大承诺。在PSA 3级认证标准下,芯片供应商需要满足复杂的保护配置要求,这涵盖了对一系列复杂的软件和物理性物联网攻击方式的强大防护功能。

         

        有关Secure Vault的更多信息,请访问网站:silabs.com/security。有关PSA认证的更多信息,请访问网站:psacertified.org

         

      • Silicon Labs的Secure Vault物聯網安全解決方案首獲全球PSA 3級認證

        EasonHuang | 03/77/2021 | 02:23 AM

        Silicon LabsSecure Vault物聯網安全解決方案首獲全球PSA 3級認證

         

        -屢獲殊榮的低功耗SoC使物聯網產品免受軟硬體攻擊

        以保護其智慧財產權、生態系統、品牌信任度 -

         

        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)正式成為全球首獲最高等級物聯網軟硬體安全保護PSA認證的矽晶片創新者。由Arm聯合創立之PSA認證為受推崇的物聯網(IoT)軟硬體及設備安全機構,其針對Silicon Labs整合Secure Vault的無線SoC EFR32MG21授予PSA 3級認證

         

        此里程碑鞏固了Silicon Labs作為確保物聯網免受不良行為者侵害的傑出供應商地位。Secure Vault符合PSA 3級認證所定義的嚴格安全軟體和無法複製物理功能(PUF)硬體要求,大幅降低物聯網生態系統安全性漏洞所帶來的風險,並降低智慧財產權受損或假冒產品所造成的收入損失。具體而言,Secure Vault技術具備以下特性:

         

        • 對可擴展的本地和遠端軟體攻擊進行防護;
        • 抵禦本地硬體攻擊。儘管歷史上硬體攻擊少於軟體攻擊,但由於價格低廉且易於存取的工具激增,此種攻擊正逐漸增加;
        • 透過獨立協力廠商實驗室之測試,可有效防止嘗試使用精密設備在特定時間內侵犯安全功能的行為。

         

        Arm首席系統架構師暨研究員Andy Rose表示:隨著對物聯網應用的攻擊不斷增加且日益複雜,提供晶片級保護的設備至關重要。Silicon Labs是首家獲得PSA 3級認證的矽晶片供應商,其提供了通過驗證的PSA信任根,以及針對各種複雜軟硬體攻擊的強大防護解決方案。

         

        Silicon Labs物聯網資深副總裁Matt Johnson表示:物聯網能否持續成長,取決於對裝置加入生態系統後的真實性和安全性之信任。如PSA 3級認證之安全認證為物聯網裝置製造商和最終使用者提供了所需的保證,使他們知道自己的物聯網應用能夠有效保護用於身份驗證的機密資訊,並防止假冒或未授權設備進入其供應鏈,導致製造商造成不可挽回的品牌及收入傷害。Silicon Labs致力於晶片、軟體和解決方案的革新,確保我們所服務的物聯網消費者、企業和產業能夠安全可靠的發展。我們進行了策略性投資而成為安全的物聯網無線解決方案領導供應商,並躍居全球首位獲得PSA最高安全級別認證的晶片創新者,這是我們成功的最佳佐證。

         

        2020年推出的Secure Vault為屢獲殊榮的先進功能套件,其可協助互聯設備製造商因應不斷升級發展的物聯網安全威脅和監管壓力。Secure Vault包括其內建的安全核心以及ROMRAMFlash,其中包含核心加密演算法和真亂數產生器(TRNG)功能,安全金鑰管理和儲存、實體篡改保護,以及由晶片本身在製造時創建的安全身份識別,其受到Silicon Labs根憑證鏈保護。Secure Vault2020年取得了PSA 2級認證,並榮獲2020年LEAP連接性金獎Secure Vault並因其強大的物聯網安全保護而獲得ioXt聯盟SmartCert認證。202010月,ioXt聯盟於其認證專案中選擇PSA認證作為基礎的信任根方案。

         

        PSA認證專案為Arm2017年聯合創立,主要提供一個清晰的框架來保護連接設備安全性,涵蓋分析至安全評估及認證。該框架提供了標準化資源來解決物聯網需求碎片化問題,並消除產品開發之安全性障礙。PSA認證提供三個級別的安全保證,而PSA 3級認證則象徵了對裝置安全性的重大承諾。在PSA3級認證標準下,晶片供應商需要滿足有關複雜的保護設定檔(protection profile)之要求,該設定檔涵蓋了對一系列複雜軟體和實體性物聯網攻擊組合之有效防護。

         

        更多相關資訊Secure Vault請參考網站:silabs.com/security。更多相關PSA認證資訊請參考網站:psacertified.org