作為無線傳輸的必要技術和IoT產業鏈條的重要一環,藍牙芯片可為各設備間的互聯互通提供創新的應用支持。

市調機構ABI Research最新數據顯示,2018年,全球藍牙設備出貨量約37億臺左右,而到了2023年,這一數據將增長到54億臺。

其中,低功耗藍牙單模設備年出貨量將增長三倍,達到16億臺的出貨量。也就是說,未來4年,低功耗藍牙單模設備將會有超過10億臺的增長空間。

面對這樣的市場,高度集成電源管理、充電、AC/DC電源轉換、Wi-Fi和藍牙低功耗技術供應商Dialog半導體公司自然不會錯過。

11月4日,Dialog在北京召開發布會,宣布推出全球尺寸最小、功率效率最高的最新藍牙5.1 SoC DA14531及其模塊,將藍牙產品的開發極度簡化,意在推動藍牙低功耗(BLE)連接技術實現更廣泛的應用。

圖片來源:Dialog半導體

小尺寸有大能量

據悉,DA14531芯片又名SmartBond TINY™,現已開始量產。隨著該新產品的推出,Dialog具備了行業內最廣泛的藍牙SoC產品組合,將進一步拓展公司在藍牙設備市場的領導地位。

根據Dialog半導體公司低功耗連接事業部總監Mark De Clercq介紹,DA14531的最小封裝尺寸為1.7mm×2.0mm(3.4mm²),僅為現有方案尺寸的一半,而為了縮小尺寸,DA14531采用了更少的外部元器件,僅需6顆外部無源器件,真正實現了單個外部晶振運行,且不會有功率損耗。

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此外,DA14531基于強大的32位ARM®Cortex M0+™,支持藍牙5.1核心規范協議棧,集成了DC/DC轉換器,具有集成的內存及一套完整的模擬和數字外設,還支持旁路模式等。它的可編程輸出電源是-19.5到-2.5dbM,靈敏度是-94dBm,它也支持智能喚醒,即便所有的GPIO處于休眠也可以喚醒,它還集成了溫度傳感器。

根據業界權威的“嵌入式微處理器基準評測協會”(EEMBC)針對基于低功耗藍牙的聯網IoT設備的最新基準工具IoTMark-BLE(代表真實應用中的藍牙低功耗傳感器模型)的測試結果顯示,DA14531在功率效率上獲得了破紀錄的18300高分,比同類競品高35%。

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在功耗控制方面,DA14531在5℃-25℃的環境溫度下,休眠電流僅有150-240nA,比主要競爭對手低20%,使得設備在休眠狀態下,可支持數年的壽命;如果是在帶喚醒觸發事件的睡眠狀態下,電流僅700nA;如果是在所有48KB內存均處于活躍狀態下的睡眠模式,電流也只有1.6μA。

在系統活躍時,3.0V DCDC開啟狀態下,用于發射(Tx)的電流消耗為3.5mA,用于接收(Rx)的電流消耗為2.2mA;1.1V DCDC開啟狀態下:用于發射(Tx)的電流消耗為8.0mA,接收(Rx)的電流消耗為5.0mA。

撬動十億設備市場

面對龐大的藍牙設備市場,Mark De Clercq指出,目前藍牙芯片應用市場類似于金字塔結構,最頂端是定制化產品,接下來是標準化可充電產品以及標準化可替換產品,而最底端是標準化一次性產品。

而DA14531就是瞄準了最底端的標準化一次性產品。

圖片來源:Dialog半導體

Mark De Clercq表示,目前藍牙芯片使用量最大的是底層的標準化的一次性聯網設備,未來幾年的增長空間將超過10億臺。相對于其他連接技術來說,低功耗藍牙在標準化的一次性設備上有著巨大的優勢。

隨著設備對無線連接的需求不斷增長,實現完整IoT系統也面臨著成本方面的壓力。Dialog DA14531解決了IoT設備尺寸和成本上升的挑戰,它以更小的芯片尺寸和占板尺寸,降低了實現完整系統的成本,并確保性能質量無競爭對手能及。

圖片來源:Dialog半導體

鑒于此,DA14531能將無線連接功能帶到以往由于尺寸、功耗或成本原因而不能及的應用,尤其是不斷增長的智慧醫療領域,例如吸入器、配藥機、體重秤、溫度計、血糖儀等應用產品。

不過,要驅動這個市場不容易,這類設備普遍面臨的問題是,如何在保證性能的前提下,將成本做到更低。Mark De Clercq認為,鑒如果低功耗藍牙芯片價格做到0.5美元以內,那么將能夠很好的滿足這一市場的需求。

而此次Dialog推出的低功耗藍牙SoC DA14531已經實現了這樣的成本控制。

圖片來源:Dialog半導體

根據Mark De Clercq介紹,DA14531內部集成了降壓/升壓DCDC,使得外圍器件可以節省了0.2美元,采用旁路模式,電感器成本也可以降低0.03美元;另外,DA14531還實現了單個32MHz外部晶振運行,無需32KHz的晶振,且不會造成功率損耗,在這一塊,成本又可降低0.07美元(1百萬片用量的情況下)。

Mark De Clercq表示,DA14531目前在每年1000萬片的用量的情況下,成本可以低至0.5美元,而這樣的成本價格也將DA14531應用范圍直接鎖定在了一次性標準化藍牙設備上,也為Dialog直接參與下一波10億設備的連接提供了支撐。

圖片來源:Dialog半導體

此外,對于開發人員來說,除了智慧醫療之外,由于尺寸大幅縮小,成本大幅降低,這意味著DA14531可以輕松地裝進任何產品設計,如電子手寫筆、貨架標簽、信標、用于物品追蹤的有源RFID標簽、甚至相機、打印機、無線路由玩具、鍵盤、銀行卡等等。