物联网中的无线技术

领先了，而且支 持多种无线协议的SoC芯片也已经出现，但主要智能手机等市场，在物联网市场中，这种SoC芯片的前景并不清晰。

对此观 点，Silicon Labs公司的Greg Fyke却并不太认同，他觉得物联网和智能家居市场将会整合802.15.4技术(ZigBee和Thread)、WiFi和蓝牙。"像智能家居这样拥有 大量互操作节点，并需要低功耗、控制和自动化的应用，ZigBee和Thread是最合适的。"另外，WiFi是高数据速率应用的最佳选择，可以传送音频 和视频流；而蓝牙非常适合能够佩戴在身上，或在身体周边的个域网设备等。

他预计在不久的将来，多模、多频无线SoC芯片将会 有巨大的需求。他坦承多模无线SoC开发会比较困难，不过他它会在系统级和物料管理上给消费者和开发人员带来不少好处。比如一个可连接设备能够通过智能手 机，使用蓝牙进行配置，然后成为使用ZigBee协议的家庭自动化网络中的一部分。Greg Fyke表示，多模无线SoC将会极大地简化开发可连接设备的设计任务，包括缩小外形尺寸、降低BOM成本和缩短上市时间，而消费者也能够受益于由无缝的 多协议无线通信而带来的更好的使用体验。

对于物联网中的无线技术的发展，有一种普遍的观点是在MCU中集成一些无线通信功能 是未来的发展趋势。其中Silicon Labs是最坚定的支持者，Greg Fyke坚信无线MCU是长期的发展趋势。他说，"MCU为开发人员提供了在无线连接之外，创建独特应用和用户体验的灵活性。集成无线连接的MCU能够帮 助开发人员设计高度差异化的产品，在更小外形尺寸和更低功耗范围内集成多种功能。"

其实无线MCU和SoC架构非常适合可穿戴设备这样空间受限的应用。比如健身追踪器或者智能手表只有非常小的可用电路板面积，设计人员需要在受限的空间内创造设计差异化的可穿戴产品。而构建在低功耗MCU内核上的高集成度SoC提供了理想的解决方案。

Brian Bedrosian对此观点也很赞同，他提到，在联网设备上集成本地处理和协处理能力，可以很好地补充现有无线技术提供的云连接应用。不过他认为无线MCU的规模，将取决于云端应用提供的服务所需的数据存储、筛选或运算功能的复杂度。

"无线MCU是一个未来趋势，但因为物联网产品往往需要电池供电，因此必须要求是低功耗的。"ADI公司DSP亚洲业务区域经理陆磊如是说。

物联网无线技术遇到的挑战

就目前来说，开发无线MCU主要有两种途径，一种是创建一个集成了MCU和收发器的单模器件，它只运行一种协议，比如蓝牙、ZigBee，或专有协议等中的一种；另一种是使用软件定义无线电技术(SDR)开发一种通用器件，可处理多种频率、协议和调制方案。

Qualcomm 和Silicon Labs选择的都是第一种途径。问起原因时，姜中华是这样解释的，"理论上看，SDR技术是由前途的，但因为物联网产品大都要求低功耗、低成本、小尺寸和 高性能。从短期来看，这些要求对于基于SDR技术的解决方案来说，还有很大的挑战。"

尽管SDR是一种灵活的技术，似乎非常理想，"但SDR耗电量令人难以置信的大，需要高带宽的无线电和DSP去处理调制逻辑"，Greg Fyke说，"SDR解决方案更像一个大型、高成本、高能耗的FPGA。"

因此，他认为物联网互联的更好解决方案不是SDR，而是可以灵活支持多种关键协议(例如ZigBee、蓝牙和即将推出的Thread)的多模无线SoC设备。

除 了功耗的原因，也有成本的因素需要考虑，"SDR具有识别无线电格式，并相应调整去适应频道用途或协议的能力，这对物联网是有利的。但是拥有关键互操作技 术的、高集成度的SoC必须符合成本效益，才能在新设备或传感器网络上实现规模化应用。"博通的Brian Bedrosian如此提醒。

要想在物联网市场迅速向前发展，需要解决的一大挑战就是功耗问题。SoC制造商需要提供系统级功耗管理机制，从而在单独模块，以及芯片整体中都实现更好的功耗管理。

低功耗无线所面临的设计挑战主要有两大因素，一个是在最低可能的功耗模式下完成最大量的工作；另一个是在无线电开启时，最小化电流消耗。Greg Fyke自豪地表示，Silicon Labs采用多种技术来应对这种挑战，比如全自动化MCU外设、DC-DC转换器、快速唤醒，以及功耗优化的软件。他也承认功耗优化是一项很困难的系统级 设计挑战，但却可以为客户带来显著的优势。因为没有人喜欢频繁地充电，或者更换电池。"而Silicon Labs的ZigBee解决方案可在单一电池供电下维持工作数年，这已经得到市场的验证。"他说。

博通则通过持续地提高工艺技术、采用片上电源管理系统、管理休眠机制，和继承超低功率无线电技术，来不断改善射频芯片设计的用电效率