蓝牙芯片能免编程了？ IoT中的射频测试又从何下手

电子发烧友网报道（文/周凯扬）根据GSMA公布的数据，2020年全球IoT市场规模已经达到了4000亿美元，设备数达到130亿台，而到了2025年，这两个数据均会再度翻倍，蜂窝和LPWA的连接数也会迎来倍增。这种趋势在中国市场尤为明显，中国正在加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设，消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用，5G、车联网等领域发展取得突破。

除此之外，蓝牙和Wi-Fi等传统通信方式也随着新标准的推出而焕发新的生机，比如蓝牙5.2中引入的LE智能功率控制，降低整体功耗的同时提升了稳定性，也更利于与其他2.4GHz协议共存。而Wi-Fi则是通过Wi-Fi 6E引入新的6GHz频段，为密集的IoT通信网络提供了额外带宽。

为了更深刻了解庞大的IoT市场对于通信技术的新要求及发展趋势，把握市场脉络，及时抓住行业动态，电子发烧友于2021年11月30日成功举办了「2021第八届中国IoT大会-IoT通信分论坛」，邀请到了来自橙群微电子、精测仪器、Qorvo以及芯讯通的行业专家和企业代表。他们以行业内专业人士视角，分享了对物联网通信行业的思考及未来的发展趋势。

省掉软件工程师的蓝牙SoC芯片

在诸多物联网应用中，资产管理是目前最常见一种，且Wi-Fi、蓝牙、NFC和UWB等无线连接技术均将其作为主要市场。由于低成本和低功耗的特性，蓝牙自然也就在该应用上占据了较大的优势。 橙群微电子的NanoBeacon IN100作为首个基于蓝牙信标技术的免软件编程的蓝牙SoC芯片，具备超低的成本、超低的功耗、超宽的工作电压和高安全性等特点。NanoBeacon通过蓝牙网关或智能手机自动记录数据/ID，而不需要人工干预。

IN100参数指标 / 橙群微电子 据橙群微电子总经理吴群介绍，该芯片最大的特点就是没有CPU，无需编程，这也是为了解决目前物联网市场需求大但工程师缺乏的问题。只需简单的配置，NanoBeacon就可以完成蓝牙协议栈的全部功能，与智能手机和蓝牙基站通信。 去掉CPU的决策为该芯片带来了很多的好处。

首先，它能做到足够低的成本，是一些一次性产品的理想解决方案。再者由于该芯片没有CPU，也不需要软件固件，这也就造成了开发成本大大降低，单靠硬件开发工程师和PM主导，就能开发出各种蓝牙应用。 此外，IN100具备1.1V至3.6V的超宽工作范围，仅靠单个1.5V纽扣电池的驱动就能正常运作，低功耗的优势更是可以助其运行数年。

除了作为蓝牙标签用于资产管理外，IN100还可以用于智能无线传感器中，以低功率、低成本的方式将关键数据传输出去。与橙群微推出的SwitftRadio基站蓝牙芯片相配合之下，甚至可以做到数百米的传输距离，芯片上灵活的传感器外围接口也足以支撑网络中各种无线传感器节点，提供高效而经济的解决方案。

覆盖发射到接收的物联网测试解决方案

一个完整的物联网射频系统包括接收机和发射机，通信可能是单向通信，也有可能是双向通信，单个系统内可能会存在一个或多个接收机和发射机。在物联网测试过程中，发射端和接收端的射频测试也不可懈怠。 在发射端测试中需要通过频谱信号分析来分析一些所需参数指标，其中一个重要指标为信道功率。

以NB-IoT为例，我们需要测量最大发射功率和最小发射功率。在不同的等级下，最高可以达到23dBm，最小发射功率可以达到-40dBm。在这种数据信号测量中，使用最大值保持加Marker点的传统方式可能会得出不准确的结果。要想测量出准确的信道功率，必须用到Channel Power信道功率的功能，这也是Keysight N9000B信号分析仪标配的功能之一。选择好合适的信号后，仪器会自动计算出所选信号的信道功率。

其次是信号的占用带宽OBW，即99%积分平均功率所对应的带宽。如果信号带宽不够或者过大的话，在接收端收到的信号也会出现问题。N9000B在抓取到频谱信号后，也会直接给出占用带宽的数值。 针对接收端的信号测试，Keysight的N5166B CXG则完全可以胜任IoT目前的通信标准。

这台仪器采用了与X系列中高端产品一致的软硬件设计体系，为通用市场和IoT市场做了优化，性价比更高。对于较为固定的信号，该机器支持Signal Studio波形文件的离线播放，缩短研发测试的周期。 除了射频测试以外，IoT应用还面临着其他的测试难题。

比如在智能设备整机和芯片低功耗测量中，传统的示波器和万用表在高速、连续、高动态变化的工作电流上遇到了挑战。比如IoT产品中，动态范围从nA级的休眠电流到安培级的发射电流。其次，为了照顾到各种工作情景，测量时间从几十毫秒到数天都有可能。

Keysight的N6705C直流电源综合测试仪和分析仪提供了高度集成的一体化测试方案，支持长达1000个小时的数据采集，在N6781A/N6785A SMU模块的支持下，可以连续捕获8nA~8A快速变化的耗电电流波形。

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编辑：jq