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2023年蓝牙设备出货量达54亿 海思、汇顶和Dialog各有侧重

章鹰 来源:电子发烧友原创 作者:章鹰 2019-06-21 08:26 次阅读

本站原创,作者:章鹰,电子发烧友执行副主编。

2019年是物联网市场爆发的一年,随着物联网设备的使用和种类日益增多,开发人员正在寻求灵活的连接解决方案,以便帮助其快速将差异化产品推向市场。据市调机构ABI Research 最新数据显示,2018年,全球蓝牙设备出货量约37亿台左右,得益于更广的传输距离、更低的功耗和更快的传输速度,到了2023年,这一数据将增长到54亿台。

图:蓝牙定位服务市场增长迅速

蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯表示,蓝牙应用既覆盖蓝牙技术传统的市场,包括在手机、平板、车载、音频、控制类等领域的扩展,同时,蓝牙5.1标准的寻向功能和蓝牙Mesh技术扩展了蓝牙技术的应用空间,未来在智能楼宇、智能家居、智能工业、智慧城市会有更多的拓展。

图:蓝牙定位技术应用前景广泛

未来5年,蓝牙的发展集中在4大解决方案和5大应用领域上。四大解决方案聚焦位置服务、数据传输、音频传输和网络设备。比如蓝牙Mesh 的推出,加速了设备网络解决方案的发展。预计到 2023 年,蓝牙设备网络产品年出货量将达到 3.6 亿,5 年内复合增长率 23%。又比如蓝牙无线音频传输解决方案仍在不断增长,预计未来五年出货量的年复合增长率将达到 7%。至 2023 年,出货的蓝牙设备中将有 39% 的设备支持蓝牙音频传输。

蓝牙5.1标准亮点:寻向功能

最近,蓝牙标准组织更新了蓝牙规范,蓝牙SIG亚太区资深区域经理李佳蓉表示,从垂直应用和消费性市场的角度来说,测向功能是本次规范更新的最大亮点。与5.0相比,蓝牙5.1标准最大的变化是加入了全新寻向功能(direct finding),这个功能可以帮助设备明确蓝牙信号的方向,帮助开发解读设备方向的蓝牙接近(Proximity)解决方案,实现厘米级位置精度的蓝牙定位系统。

图:蓝牙5.1寻向功能原理

任凯进一步阐述了寻向功能原理。寻向功能是通过角度的计算,主要由两种定位要素构成,即到达角(Angle-of-Arrival:AoA)和出发角(Angle of Departure:AoD)。发射机周期性的发射数据包,在接收机这端,形成蓝牙接收机的天线阵列,接收机可以凭借天线进行相位的采集和进行计算相位差。通过射频方面的运算和三角函数的运算,最后算出节点的相对角度。这是AoA解决方案。

Dialog半导体公司连接业务部 Eric Peters表示:“蓝牙5.1为BLE设备带来了新的寻向定位解决方案,通过到达角度(AoA)和出发角度(AoD)两种方式,当一个设备靠近时,这两种定位方式可以告诉用户,该设备位于什么方向。”

Nordic区域销售经理陈俊志表示,蓝牙5.1是在射频物理层中导入信号强度与IQ的信息,再搭配硬件上阵列天线与软件上的演算方式计算出相对位置。而过去的低功耗蓝牙Beacon定位技术主要是使用智能手机接收多个信标所发送出来的信号,并在手机中根据每个不同信标的信号强度进行多角度演算取得定位信息。

Silicon Lab亚太区的市场经理陈雄基认为,蓝牙最初是点对点的简单应用,传统的智能家居或者其他的无线应用,而点对点的时候会碰到一些问题,另外传输距离也是一个瓶颈。现在通过蓝牙Mesh,通过网状网络做好距离的延伸,提供系统的扩展性,应用场景不管是家庭还是办公大楼都可以覆盖。蓝牙Mesh多路径方法,可以提供系统的可靠性。在系统响应度上,蓝牙Mesh也做得更好。蓝牙5.1标准的定位和寻向功能也可以在商业照明和工业上有更多的应用空间。

目前,华为、Dialog和汇顶科技都有推出符合蓝牙5.1标准的最新产品,在技术上各有侧重,笔者梳理如下。

华为自主研发超级蓝牙

2019年5月31日上市的荣耀20系列,搭载了华为自主研发的包括超级蓝牙(X-BT)功能在内的多合一芯片Hi1103,能智能判别环境因素和蓝牙信号强度,按需调节手机发射功率,在无障碍地前提下可以实现200m以上的蓝牙连接距离。这款无线芯片正是与麒麟980配套的多合一芯片,包括蓝牙、WiFi、红外GPS甚至是FM都由它来处理。超级蓝牙X-BT具有AI智能算法,根据需要调度发射功率,达到最远130m的连接距离。

图:华为荣耀搭载了自主研发的多合一超级蓝牙(X-BT)芯片Hi1103

在蓝牙稳定性极限距离测试中,荣耀20手机通过BeatsX播放音乐,最高能达到244.33米,采用了蓝牙5.0的三星S10+则是152米,iPhone Xs Max则是121米。而BeatsX语音通话中,荣耀20手机最高达到了265米。

Dialog DA 1469x系列具有四大优势

DA1469x是第一个基于ARM Cortex M33处理器的量产无线MCU,是Dialog蓝牙低功耗无线微控制器,结合了三颗新的内核,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,它有四大优势:

  • 比市场上现有的无线MCU节省BOM成本达1.28美元;
  • 节省PCB占位空间达38mm2
  • 通过蓝牙5.1标准最新的到达角度(AoA)和离开角度(AoD)实现精确的定位。
  • SmartBond DA1469x 蓝牙低功耗解决方案系列,是Dialog最先进、功能最丰富的无线连接多核微控制器系列。

图:Dialog DA 1469x系列具有四大优势

DA1469x系列为开发人员提供了先进的连接功能, 使其设备能够经得起未来考验,并满足多种应用的需求。为高端健身追踪器、先进智能家居设备和虚拟现实游戏控制器等计算密集型应用提供了强大的处理能力。

汇顶科技自主研发低功耗系统级蓝牙芯片GR551x系列

在4月26日的蓝牙亚洲大会上,汇顶科技发布了主打产品GR551x系列。据汇顶科技IoT市场部资深总监同伟介绍,GR5515芯片是一款低功耗Bluetooth LE芯片,采用40nm工艺,低功耗RF设计,射频功耗为业界的一半,采用Arm Cortex-M4内核,256KB Ram,8Mbit Flash,其运算能力和内存空间能满足海量物联网应用需求。

“GR551x是获得蓝牙5.1认证的产品,蓝牙5.1主要特性是速度快,物理层提高到2Mbps,室内家居环境下,最长传输距离可达100米,蓝牙Mesh网络更加稳定,网络覆盖范围增大。” 同伟表示,“GR551x射频功耗低于业界蓝牙芯片最低功耗值,特别是在射频使用时间较长的场景应用中,汇顶低功耗蓝牙芯片的优势将更加凸显。”

图:汇顶科技GR5515芯片开发板上

GR551x的关键特性如下:

1、超低功耗射频设计:射频峰值低于业界蓝牙芯片最低功耗值

2、支持最新Bluetooth 5.1协议栈:长距离、高速度,Mesh组网,样样精通

3、更完善的数据安全保障:固件加密和片内实时解密,确保代码安全

4、高有效数据传输率:更快的OTA,更清晰的语音,更高帧的图像

在蓝牙亚洲大会期间,汇顶科技还展示了基于该系列芯片的各类创新应用场景,包括智能可穿戴设备、智能玩具、智慧家居、智能楼宇和低功耗蓝牙 Mesh投显等,并展示了其与心率和入耳检测等创新传感器的产品组合,以及完整的低功耗蓝牙产品软硬件开发套件

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