Die für intelligente Beleuchtung und Gebäudeautomation verwendeten Geräte des Internets der Dinge (IoT) entwickeln sich rasant.mit ihren Rollen, die sich von einfachen Steuerknoten zu reichhaltigen miteinander verbundenen Systemen verschiebenDiese Systeme müssen höhere Rechenanforderungen, robuste Sicherheitsleistung und höhere Funkfrequenz (RF) -Performance unterstützen.Designer stehen unter zunehmendem Druck, unterschiedliche Anforderungen wie die Multi-Protokoll-Konnektivität auszugleichen., fortschrittliche Sicherheitsmerkmale und Energieeffizienz, während gleichzeitig Bestrebungen unternommen werden, die Kosten für die Materialrechnung (BOM) und die Systemkomplexität zu senken.Der Schlüssel zur Bewältigung der Anforderungen dieser aufstrebenden IoT-Anwendungen liegt in der Einführung fortschrittlicher drahtloser System-on-Chip-Geräte (SoC)..
Dieser Artikel soll die Herausforderungen erörtern, vor denen die Entwickler neuer IoT-Geräte und -Systeme stehen.und dann vorstellen, wie das drahtlose IoT-SoC der nächsten Generation von Silicon Labs diese Herausforderungen durch seine ultra-niedrige Energiearchitektur angeht.Diese Architektur kombiniert leistungsstarke Prozessoren mit mehreren dedizierten Subsystemen und bietet eine praktikable Lösung.
Wie unterschiedliche Anforderungen die Entwicklung von Geräten in Richtung einer höheren Integration vorantreiben
Es wird zunehmend erwartet, dass in Anwendungen wie LED-Beleuchtung, intelligenten Steckdosen und Schaltern verwendete, leistungsfähige Geräte in kürzeren Entwicklungszyklen eine umfassendere Funktionalität bieten.Die Konstrukteure dieser Geräte stehen vor einer Reihe strenger Anforderungen: sie müssen höhere Verarbeitungsmöglichkeiten, mehrere drahtlose Standards integrieren,und robuste Sicherheitsleistung bei strikter Kontrolle der BOM-Kosten und Sicherstellung eines vorhersehbaren Verhaltens der Geräte in einer kontinuierlichen Betriebsumgebung.
Die Komplexität der drahtlosen Verbindungen verschärft diesen Druck.Herstellung von Lösungen auf Basis eines einzigen Protokolls oder eines Multi-Chip-ArchitekturkomplexesDie Unterstützung mehrerer heterogener Protokolle durch externe Komponenten kann den Entwicklungsfortschritt verlangsamen und zu geringer Effizienz führen.Das IoT-Design hat sich in Richtung der Verwendung von Single-Chip-Wireless-SoCs verschobenDiese Art von Chip integriert Anwendungsverarbeitung, Sicherheitsfunktionen und drahtlose Operationen in ein einziges Gerät.
Advanced Wireless IoT SoC integriert das gesamte funktionelle Stack-Schema
Abbildung 1: Der fortschrittliche drahtlose IoT-SoC integriert den gesamten Funktionsstack und erzielt eine höhere Konstruktionseffizienz im Vergleich zu frühen Multi-Chip-Lösungen. (Bildquelle: Silicon Labs)
Diese SoCs können mit ihrer fortschrittlichen Architektur hohe Leistung, robuste Sicherheit und flexible Konnektivitätsfähigkeiten bieten.die Konstrukteure in die Lage versetzen, effektiver auf die sich rasch verändernden Anforderungen an intelligente Geräte zu reagieren.
Integrierte Architektur kann den vielfältigen Bedürfnissen aufstrebender IoT-Anwendungen gerecht werden
Die SixG301-Serie integriert alle Funktionen, die für leitungstechnische intelligente Geräte erforderlich sind.Das SoC SixG301 basiert auf einem 150 MHz-Arm Cortex-M33-Prozessorkern mit digitalen Signalverarbeitungsanweisungen (DSP) und Fließkomma-Arithmetik-Einheiten (FPU) (Abbildung 2)Das Prozessor-Subsystem kombiniert den Kern mit RAM (On-Chip Random Access Memory), Co-Packed Flash Memory, Direct Memory Access (DMA) Controller und Debugging-Schnittstelle.Diese Architektur bietet auch umfassende Unterstützung für intelligente Geräte durch dedizierte Hardware-Module für die Konnektivität, Sicherheit, Energiemanagement, Uhren, Timer und Peripheriegeräte (einschließlich spezieller Funktionen für LED-Beleuchtung).
Schematisches Diagramm der SoC-Architektur EFR32BG22 von Silicon Labs (Klicken, um zu vergrößern)
Abbildung 2: Die drahtlose SixG301-SoC-Architektur integriert Anwendungsverarbeitung, drahtlose Konnektivität und Sicherheit,Bereitstellung skalierbarer Leistungen und Verringerung der Systemkomplexität für leitungstechnisch betriebene intelligente Geräte. (Bildquelle: Silicon Labs)
Für Designer bietet die SixG301-Serie eine skalierbare Lösung, die eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen kann.Die Bluetooth-SoC-Serie SiBG301 unterstützt BLEDie SiMG301-Multi-Protokoll-SoC-Serie unterstützt nicht nur die gleichen Bluetooth-Optionen, sondern bietet auch Unterstützung für IEEE 802.15.4 physische Schicht (PHY) und Medienzugangskontrollschicht (MAC), geeignet für drahtlose Netzwerke mit niedriger Datenrate, einschließlich Zigbee, Matter over Thread und OpenThread.verschiedene Modelle bieten auch zusätzliche Konfigurationsmöglichkeiten, die bis zu 512 KB RAM und 4 MB sicheren Flash-Speicher für die Quad-Channel-Serielle Peripherieoberflächenoberfläche (QSPI) mit Chip-Ausführung (XIP) bieten.Alle Mitglieder der SixG301-SoC-Serie verfügen über die gleichen Kernfunktionen, die für die nächste Generation von IoT-Geräten erforderlich sind..
Fortgeschrittene IoT-Anwendungen sind auf eine robuste Konnektivität angewiesen, und die SixG301-Serie ist so konzipiert, dass sie auch in den für diese Anwendungen typischen, dichten und störungsanfälligen Umgebungen zuverlässig funktioniert.Diese Reihe von Low-Power Wireless (LPW) -Funkgeräten (Abbildung 3) integriert einen Funkprozessorkern, RAM und dedizierten Sende- und Empfangssignalpfaden, wodurch ein vollständiges Konnektivitätsuntersystem geschaffen wird.