物联网席卷德国 细数7大主流控制方案

　　在11月举行的2014德国慕尼黑电子展上，物联网技术继续担当主角。半导体厂商以及嵌入式软件供应商正着手研发基于物联网架构的各种解决方案。因此传感器的低功耗节点设计亦具备多重选择。

　　NXP、赛普拉斯半导体和Atmel也在降低功耗方面做出大量研究工作，而且还增加了诸如可编程逻辑单元等外设。与此同时，新协议的出现也增加了无线节点的量。

　　在工厂、企业和家庭之间衍生了许多新的系统连接方式，不难理解，这一结果是由其它类协议（如线程）导致的。

　　如下是本次电子展上的7大IoT控制方案：

　　NXP半导体

　　上图是LCP54100(＄1.4400)，NXP旨在用其打造传感器节点中心

　　NXP把LCP54100设为传感器节点中心，并且将ARM 100MHz，32位超低功耗Cortex-M0+内核与Cortex-M4处理器结合。前者是用来管理外设和监视系统，后者是做复杂运算处理功能。此款设备主攻电池供电的传感器融合应用。

　　NXP已经在ROM和API上配置功率分步，以管理芯片的外围设备和内核的频率、休眠模式，这些均可直接做变换。电压可依据不同频率的设置在0.85V-1.35范围内调整，外围设备包括一个12位ADC。

　　另外这款90nm 54100还配有258KB闪存和104KB SRAM，采用了3.3*3.3mmm芯片封装。NXP同时与博世传感、基于博通WiFi模块的Ackme合作，共同打造物联网控制器。

　　赛普拉斯半导体

　　塞普拉斯半导体的首款单片BLE产品包括ARM M0+控制器应用，IoT节点用于自定义状态机的可编程逻辑单元。

　　赛普拉斯利用特殊的方式在相关信号到来的瞬间唤醒芯片，在监测到信号的同时孤立的运算放大器也会暂停休眠模式，并且使8MHz ARM Cortex M0+控制器进入工作状态。

　　该产品的外围设备有PsoC CapSense接触控制器，LCD驱动器，SAR数据变换器，两个低功耗比较器，还有128KB闪存和16KB的SRAM。

　　难得的是，此产品在深度随眠状态的电流仅为1.3μA，"冬眠"状态更是低至50nA。

　　这些特质主要因为可编程逻辑阵列可在无需控制器的状态下工作，这大大降低了产品的功耗。

　　片上换衡器的使用同样减少了天线设计时的外部元件，这些芯片采用68脚CSP和56脚QFN封装，有望于12月亮相。

　　Atmel

　　慕尼黑电子展上展示Atmel Smart

　　Atmel最新搭载ARM Cortex-M0+ 32位控制器实现了突破性的低功耗级别，在运行状态仅有40μA/MHz的功耗，休眠模式更是低至200nA。SAML21配有全速USB主机、12位模拟、AES和触摸传感电容，电池寿命可达十年。

　　SAM L21正在进行打样阶段，预计明年2月可投入使用。

　　飞思卡尔

　　KW2x可轻松实现基于线程协议，主要针对家庭IoT应用。

　　此协议有谷歌Nest创立，以提供本地IPv6的连接。其基于6LoPAN，由IEEE802.15.4演变而来。

　　KW2x集成了一个2.4GHz 6LoPAN前端，具有数据处理功能的50MHz Cortex-M4 CPU，512KB闪存，64KB SRAM和Flex存储。外围设备有USB、加密加速计、16位ADC和定时器。

　　无线电收发器接收灵敏度为-102dBm，最大发送功率为8dBm。

　　MKW2x采用的是8*8mm LGA封装，有63个接口。

　　Semtec

　　混合信号设计商Semtec已经将远程无线收发器和Microchip 8位 PIC18(＄3.7300)控制器结合，这为868MHz、915MHz和400MHz等GHz级带宽以下的物联网创造了低成本、远距离的节点。

　　本次电子展上Semtec展示了其利用10个网关控制节点环绕慕尼黑市的应用。

　　Semtec还与IBM合作，旨在提升LoRa MAC运行ARM控制器的代码效率，这对飞思卡尔、NXP和ST的控制器均有很大的提升作用。

　　Neocortec

　　
　　哥本哈根企业Neocortec研制了一种低功耗网状网络协议，主要用在TI的8位CC2510(＄2.4871)控制器上。

　　这个协议可让节点在网络中随时添加，为达到良好的效果，代码传输基于系列ID，并且数据以最有效的路线在网络间传输。此协议还包含AES加密技术。

　　Microchip

　　在8位、16位和32位的开发环境中，性能和外设均与代码编译器相关。所有的端口、定时器、开关等利用同一个名字。Microchip表示这仅仅是10年前的难题。

　　在低功耗物联网传感器上，Microchip建议使用有适当容量的闪存和无线连接功能的8位控制器，例如XLP系列。这个250nm CMOS处理器在睡眠状态功耗仅为20nA。考虑到电池型号的不同，自放电数量级必须大于睡眠模式的功耗。

　　在此情况下，同样无需担心加密问题，AES在8位处理器依然一直保持良好的效率。

不过，如果需要更强大的IoT节点，例如在图像数据压缩的功能，16为处理器将更合适。同时传感器也需要随之改变