如今,消费者对联网设备的需求随着每个新产品周期都在不断提高,连接技术正以迅雷不及掩耳之势深入到我们生活的方方面面。更强大的处理能力、更多的资源、更大的覆盖范围以及更长的电池续航能力,成了诸多IC 厂商努力解决、竞相关注的焦点。Dialog也不例外。 “我们定位于下一阶段市场领导地位,进一步聚焦快速增长的 IoT、移动、汽车和存储市场,其中物联网和汽车我们认为是蓝牙低功耗产品的主要应用市场,” Dialog半导体公司低功耗连接业务部总监Mark de Clercq 如是说。
Dialog半导体公司低功耗连接业务部总监Mark de Clercq
“大一统”解决方案
为了实现既定目标,Dialog 陆续提供了专门为IoT垂直市场优化的蓝牙低功耗SoC和模块的广泛产品组合,其中不仅包括针对简单应用的小型前端低功耗产品,还包括针对高端产品的集成度更高、更高端的产品系列,目标直指下一代连网消费类设备、连网医疗设备、智能家居、智能家电等市场。据Mark介绍,目前 Dialog 蓝牙低功耗 SoC的出货量已经达到2.5亿套,且增长势头迅猛,年增长在50%左右。
近日, 其蓝牙低功耗 SoC家族再添一多核无线微控制器系列——DA1469x,它是全球首款量产的基于ARM Cortex M33™ 的无线微控制器,其可配置的协议引擎支持最新的蓝牙5.1标准,为楼宇门禁和远程无钥开锁系统等需要精准室内定位的设备开辟了新的机会。DA1469x还集成了先进的内置电源管理单元和独特的模拟和数字外设组合。
DA1469x 系列产品集成了三颗内核,对此,Mark介绍:“我们发现客户在IoT相关产品上主要寻求三项功能:传感、处理和通信,因而DA1469x甄选了三颗处理器,每颗处理器都能以最优的方式实现其功能。”其中,可编程微型DSP负责自主传感器数据处理,它可以实现独立的传感器通信和数据管理。96MHz ARM Cortex M33™应用处理器通过最复杂的应用和算法处理数据,它具备 DSP扩展、浮点单片以及内存保护单元。ARM Cortex M0+则用于超低功耗无线通信,其经得起未来考验的软件可编程数据包引擎,能够支持最新的蓝牙5.1标准和专有协议。
特点一:ARM Cortex M33
与市面上目前盛行的 M4和M3 内核相比,DA1469x 所用的 ARM Cortex M33具备更强的处理能力和更优的性能。
特点二:可扩展的代码和数据空间
ARM Cortex M33的计算需要在内存执行。针对过去固化大小的片上SRAM(如36k,48k),DA1469x为让客户可以显示高清图片,该芯片的计算内存通过特殊功能处理连接QSPI,以达到扩展SRAM的目的。另一方面,DA1469x提供可执行 QSPI 闪存,客户能够安全地执行代码。该芯片还具有 512kB的片上 RAM,用于通常情况的使用。
特点三:丰富用户界面
DA1469x 原生支持丰富的用户界面显示,包括LCD控制器、并行和串行接口、专用 DMA 引擎,和内置的背光白光 LED 驱动及PWM。在触摸控制方面,通过 I2C/SPI 实现。对于电机应用,该产品中还内置了完全自主运行的步进电机驱动器。在音频部分,DA1469x 支持两路的音频输入和输出,所以能够支持立体声输入和输出。内置的 ERM和LRA驱动器,当屏幕需要触觉反馈应用时能够给予反馈。其按钮和触摸控制具有多达55个GPIO 接口。
特点四:成熟的系统连接技术
DA1469x 内部有很多外设,可以与 PCB 板上的其他芯片相连接。数字接口包括标准的数字接口,如I2C、SPI、UART,还包括一个支持智能卡的UART接口以及全速 USB 实现数据传输和快速生产编程。模拟接口包括高数据速率 ADC 和高准确度低数据速率 ADC。为了优化功率和控制上述接口,Dialog通过可编程的微型 DSP 实现自主运行,它可以帮助客户通过数字串行接口来控制接口,而且不需要芯片上的其他功能处于活跃状态。
特点五:安全的应用和通信
安全在 IoT 应用中的重要性不言而喻,对此,Mark 表示Dialog在优化安全引擎上付出了大量的努力。首先要确保的是IP 安全,在 QSPI 闪存控制器中增加了安全选项,可以执行来自外部闪存的验证并加密的镜像。同时还需要有安全的bootloader。为了防止不想要的密钥访问,Dialog提供了专用 OTP 安全密钥存储,其基于硬件的安全密钥管理,能够阻止从串行端口或应用处理器访问。Mark介绍,所有安全功能都是在硬件中加速的,实现AES、哈希函数、真随机数生成器,同时蓝牙处理器还有自己的加密引擎来加密数据链路。为芯片设计提供了多倍防护。
特点六:独一无二的电源管理
DA1469x原生支持可充电电池,包括锂聚合物电池、锂离子电池、钮扣电池、镍氢电池、碱性电池等等,所有的内部电源管理都可在芯片内完成。Mark介绍,对一些复杂系统而言,当外部元件也需要供电时, DA1469x能够通过高效率 SIMO DCDC降压转换器为外部器件供电。对于可充电电池,Dialog也在一些型号上集成了硬件 USB 充电器,无论是锂离子还是锂聚合物的电池,都不需要外部充电器了。此外,DA1469x 还具有7个独立的电源域镜像应用处理需求,只在你需要的时候,在需要的地方使用电。“比如你要用蓝牙功能,只有蓝牙相关的电源域才会供电,你要用传感器,只有传感器节点控制会供电,”Mark介绍,这样根据不同的功能,可以匹配不同的电源需求,从而保证用电量是最低的。
特点七:集成5.1寻向功能的连接性能
三大内核之一的ARM Cortex M0+内核,主要负责无线连接部分,它是一个软件可编程的协议引擎,支持最新的蓝牙 5.1标准及未来版本和2.4GHz专有协议。其无线电前端最高输出功率达到+6 dBm,接收灵敏度是-97 dBm,可以用功率置换覆盖范围。外部前端几乎所有元件都集成进来了,客户加上单一PCB布线天线,就可以完成RF设计。
为什么要选择DA1469x?
理由一:针对每个应用都有相应的器件
DA1469x是一个系列产品,包括4个型号,既有针对通用 MCU 应用的DA14691和DA14695,也有针对特定应用的DA14697和DA14699, 该系列芯片建立在Dialog独有的 SmartBond™产品线的成功基础之上,因而能够为广泛的IoT连网消费类应用提供更强大的处理能力、更多资源、更大的覆盖范围、和更长的电池续航能力。
理由二:真正的单芯片系统解决方案
由于DA1469x是高度集成的,所以使得终端应用开发变得非常简单,它能够提供卓越的电池续航能力,帮助客户减少系统成本和占板空间,同时由于元器件数量减少了,所以生产的可靠性也提高了。Mark给出了一个基本的预估:DA14699的应用能够节省超过1美元的 BoM成本和30-40平方毫米的占板空间。尤其对空间受限严重的应用, 30-40平方毫米的占板空间的节省是非常可观的。
理由三:助力新型应用
蓝牙联盟2019年1月推出了蓝牙5.1协议以来,Dialog 2月末推出的DA1469x系列就集成了该协议,最新的蓝牙寻向功能,为室内定位、物品追踪、门禁、无钥开锁等应用又开拓了新的应用领域,如果想要尝鲜体验蓝牙5.1新增寻向功能,这款芯片不容错过。
提供什么开发资源?
Dialog为DA1469x配备了完整的软件开发套件:包括预先配置好的Eclipse IDE和SDK、具有功率分析的工具盒SmartSnippets Studio 以及用于协议分析和测试的Connection Manager。“SmartSnippets蓝牙协议栈是比较成熟的协议栈,我们的客户用这个工具已经开发了很多款产品,”Mark 介绍,这个协议栈支持最新的蓝牙5.1规范及其新增的寻向功能,使得客户能够进行更好的应用开发。上述蓝牙协议栈集成在一个完整的软件开发套件中,这个软件开发套件提供了方便工程师进行开发应用的一切工具,包括FreeRTOS、LLD和接口、中间件服务、还有全面的应用层 API和一系列的软件示例、源代码和完整的文档集,以加速工程师的应用开发。预先配置的 Eclipse IDE和编译器,是成熟且具有完善支持的 IDE,该环境主要基于 GCC 编译器,具备完整的调试器,最重要的是无需授权许可。
与软件工具配套的,Dialog 也提供了完整的硬件开发套件,使客户可以在硬件上去开发自己的软件。硬件开发套件包括母板和基于 DA1469x的子板,且母板上集成了目前最受欢迎的接口mikroBUS™和Arduino,有助于用户使用现成的插拔式扩展板实现更多功能的扩展。
此外,Dialog 还与合作伙伴 AzureWave 共同开发了 DA14691模块,Mark介绍,这个模块特别适合没有太多 RF 技术经验但是想用 DA1469x系列产品的客户。据悉,这个模块将完成 FCC 和 CE 认证,这就意味着客户可以直接使用这个模块而无需进行额外认证。据悉,目前该模块将于2019年第二季度开始量产。
如何购买?
据悉, DA1469x全线产品现已开始量产供货,其样品和专业版和 USB dongle 开发套件也可通过 Dialog 经销商伙伴(Avnet、Digi-Key、CEAC等(经销商列表:https://www.dialog-semiconductor.com/distributors-and-representatives)
)获得。所有的软件开发套件,Smart Snippets Studio,完整的文档,广泛的软件示例和教程,还有在线技术支持,均可从Dialog官网获取(https://www.dialog-semiconductor.com/)。
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