一款强大的芯片将蓝牙低功耗成本降至了新低

（文章来源：半导体投资联盟）

用无线技术连接十亿IoT设备，这是一个非常有吸引力的市场前景。在角逐主导技术的竞争中，BLE（蓝牙低功耗）渐渐脱颖而出。一代又一代的高性价比芯片不断为BLE开疆拓土，其中就包括了最新的DA14531。0.5美元，是为任何系统添加蓝牙低功耗连接功能的最低成本。需要说明的是，这个0.5美元，不仅是蓝牙芯片本身，还包括了外部的无源器件和晶振的BOM成本。

设定这一门槛的，就是DA14531，也是SmartBond TINY产品线的头一款产品。“该芯片的目标就是要推动下一波十亿IoT设备的无线连接。”Dialog半导体公司低功耗连接事业部总监 Mark de Clercq这样告诉记者。Mark de Clercq对物联网有一个理解：“整个物联网就是个金字塔，金字塔底端设备量会很大，越往上走越高端，设备使用量越小，成本越高。”

还有一个很重要的应用是智慧医疗方面，很多慢性阻塞性肺病、哮喘病、糖尿病患者都需要每天进行吸入或注射治疗，如果在治疗设备上启用BLE芯片的连接功能，将用药数据直接传送到患者和医生的手机上，就能及时掌握治疗状况。不仅如此，越来越智能的打印机、咖啡机、机顶盒、插线板等产品，也用BLE的连接功能，将使用界面转移到手机上，这样不但使用更方便，也能进行联网诊断。

为什么要选择BLE？不仅是因为其进化到5.1版本后的传输速率、距离都占优势，在局定性的成本因素上，BLE也是最低的。在BLE的先天优势上，DA14531更有自己出众的表现，1.7mm×2.0mm的面积，仅需6颗外部元件（2个电感器、3个电容器、1个外部晶振），将物料成本压缩到最低，成就了在大批量应用下（1000万片用量）0.5美元成本的门槛。

DA14531在IoTMark-BLE测评中取得了18300的分数，创了历史新高。IoTMark-BLE是EEMBC（嵌入式微处理器基准评测协会）的评测标准，用来衡量BLE的表现。这个测试代表了真实应用中的蓝牙低功耗传感器模型。从架构上来看，DA14531的处理器部分基于32位ARM Cortex M0+内核，具有集成的内存及一套完整的模拟和数字外设，可以作为独立的无线微控制器使用，或者为已经有微控制器的现有设计添加RF数据传输通道。

DA14531的真正实力体现在电源管理模块上，这也是Dialog的强项。芯片集成了DC-DC转换器，不仅支持降压模式、升压模式，还支持旁路模式。“我们是目前唯一一家把升降压模式DC/DC转换器集成到器件当中，或是蓝牙低功耗器件当中的。”Mark对这一点很有自信。

如果有的应用对成本很敏感，而对功率不敏感的话，旁路模式就能发挥作用，它可以省掉电感器和电容器。同时，封装上采用了双层电路板的设计，没有微过孔，这样也节省了电路板的成本。整个芯片的无线电可编程的输出功率范围是-19.5到2.5dBm，灵敏度是-94dBm。同时，又增加了智能唤醒的功能，即便是所有的GPIO都处于休眠的时候也能保持活跃。

用在IoT设备上的电池都是越做越小的，很重要的一点就是不能一次性吸入太大的电流。“我们就专门加了一个峰值电流限制器进行电源管理，使得从电池当中得到的电流在峰值的时候可以得到限制，不至于一下子把电池给毁坏了。”Mark介绍了Dialog的做法。

为了开发者考虑，开发套件已成为芯片的标的。Dialog专门开发了两个套件：Pro专业版和USB dongle版本。Pro专业版开发套件包括了母板和子板，子板可以接入母板。母板可以实时测量功耗，可以连接传感器和执行器等。它支持两个标准：mikroBUS总线和Arduino Shield扩充板接口。USB dongle版本则是Pro的简易版本，不能去测量功耗，但是可以直连PC上使用。

在2018~2022年之间，蓝牙年复合增长率可达8%~12%，BLE增长在20~30%，2022年蓝牙设备整体出货量达52亿颗以上。未来几年，蓝牙设备每年将净增4亿台。蓝牙芯片的增长速度是其他芯片难以比拟的。有如此大好机会的感召，这个市场的参与者就可以用前赴后继来形容。除了很多大厂商之外，大部分玩家都是中小厂商。他们的出货规模可能不及千万的水平，因此很难享受0.5美元成本的福利。

Dialog对此也考虑到了。“我们还同时推出了SmartBond TINY模块，该模块结合了DA14531主芯片的各项功能，无需他们再去验证其平台，从而节省了产品开发的时间、工作量和成本。”Mark表示：“最重要的是，使用模块可以将成本降至1美元以下。”

智慧医疗、工业物联网、智能家具、智能家电，这些领域很多底层设备还有很多没有实现无线连接的。Mark对此很有信心，“我们希望通过新的产品，希望把大批量使用的一次性设备添加蓝牙低功耗连接功能的成本降的很低，使得更多的设备变得智能。从市场的角度来说是在探索新的市场，使得蛋糕能够做大。”
（责任编辑：fqj）