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整合多元無線通訊協定 Silicon Labs晶片穩坐市場寶座

Silicon Labs(芯科科技)台灣區總經理寶陸格。

隨著物聯網設備朝向多元化發展,根據研究單位報告指出,2020年每個人約有1.2隻智慧型手機、6個物聯網裝置,預估達到2030年時,每個人將會擁有多達50個物聯網裝置。相較於伺服器、個人電腦、智慧型手機等,物聯網裝置具備儲存容量低、耗電量少、待機時間長、價格低,以及生命週期可長達5~15年等特性。在此狀況下,企業在設計物聯網產品時,也會面臨互通性、設計、安全等三大挑戰,成為搶攻智慧家庭商機必須克服的瓶頸。

Silicon Labs(芯科科技)台灣區總經理寶陸格指出,目前在智慧家庭領域常見通訊技術非常多,大致上有Z-Wave、Zigbee、Thread、藍牙,以及多數人熟悉的Wi-Fi等。各通訊技術均有其優點,但若無法將前述技術串連,將無法實踐智慧家庭的願景。身為全球無線通訊晶片的領導者,Silicon Labs推出Wireless Gecko 2系列產品,能滿足各種產品的開發需求。

Silicon Labs Wireless Gecko 2,智慧家庭最佳無線通訊平台

如Silicon Labs Mighty Gecko 2系列,即支援Thread、Bluetooth LE和Bluetooth mesh等通訊協定,是整合智慧家庭設備的最佳無線通訊平台。以該系列中的Silicon Labs EFR32xG21整合型晶片為例,採用小尺寸的QFN32封裝技術,具備低耗電的特性,加上整合ARM Cortex-M33 MCU,支援Zigbee 3.0、Bluetooth 5.2、Bluetooth mesh、Thread等通訊協定,以及AES128/256、SHA-1 and SHA-2等加密技術,可一次解決互通性、設計、安全等三大問題,非常適合智慧家庭、商業和工業物聯網等使用。尤其該晶片採用專用安全核心,具備比軟體技術更快、更低功耗的加密機制,可有效防止未經授權的連線。

另外,為解決Wi-Fi、4G/5G網路涵蓋率有限,導致部分環境物聯裝置部署難度高的問題,Silicon Labs決定與Amazon共同推動Sidewalk無線網路技術。這項技術採用免費的900 MHz頻段,具備低頻寬、長距離的特性,支援低功耗藍牙、頻率偏移調變(Frequency Shift Keying;FSK)和線性調頻展頻(Chirp Spread Spectrum;CSS)等功能,可用於連接屋內與周圍環境的所有物聯網裝置。目前Silicon Labs的EFR Wireless Gecko系列,已可支援Sidewalk的Sub-GHz和低功耗藍牙協議,可縮短合作夥伴推出新產品的速度。

Z-Wave、Bluetooth LE成長快,各種產品線完備

考量到市場上愈來愈多智慧家庭產品採用Z-Wave技術,Silicon Labs Wireless Gecko平台中,推全新設計的Z-Wave 700晶片,具備高效能、延長射頻涵蓋距離,助開發人員縮短了產品開發時間,並且能以更低成本取得智慧家庭市場的競爭優勢。開發人員使用Z-Wave 700晶片之後,無需再安裝SAW濾波器或外部記憶體,其內建SmartStart功能可自動完成Z-Wave網路設定,為智慧家庭裝置提供簡便、易於使用的部署方式。

寶陸格表示,在Z-Wave技術之外,藍牙技術中的Bluetooth LE也相當受到注目,預計到2023年藍牙設備的出貨量將成長26%,即從2019年40億個裝置,成長到2023年的54億個。因應此趨勢,Silicon Labs也推出BG13、BG21、BG22等三大系列解決方案,可分別滿足不同應用領域需求。以BG22系列中的EFR32BG22整合晶片為例,具有超低的發射和接收功率特性,加上採用低功耗設計的Arm Cortex-M33 MCU,可以將鈕扣電池壽命延長至5年以上。

Silicon Labs的BGM220模組可為開發人員提供高度整合的可擴充連線解決方案,具備絕佳安全功能、處理能力、無線效能和軟體組合,以滿足市場對大容量電池供電IoT產品的需求。另外,針對市場對藍牙低功耗晶片需求,Silicon Labs也在BG22產品系列中,推出BGM220S、BGM220P。其中,BGM220S尺寸僅為6x6 mm,是全球最小的藍牙SiP之一,具備超小、低成本、延長電池壽命的特性,可為超小型產品提供完整的藍牙連接能力。至於體積稍大的BGM220P,則是針對無線效能進行優化的晶片,能夠將藍牙訊號涵蓋更大範圍。

值得一提,由於問世多年的Zigbee,是專為短距離傳輸所設計的無線網路傳輸協定,底層是採用IEEE 802.15.4標準規範,具有支援大量節點、低速、低耗電、低成本、可靠、安全等優點,已成為打造智慧家庭環境的重要技術。因此日前Amazon、Apple、Google與Zigbee Alliance等,宣布共同成立CHIP(Connected Home over IP)工作組,將投入開發和推廣免專利費、基於IP的智能家居新連線協定,以提升產品間的相容性。而身為Zigbee Alliance一員的Silicon Labs,也將大力支援此計畫,並將以物聯網無線傳輸領域長達15年以上的經驗與技術,致力於開發和推廣新的開源無線協定。

在Silicon Labs規劃中,將持續針對智慧家庭市場的多元需求,推出相對應的通訊晶片,讓合作夥伴以最快速、最低成本方式,推出市場期待的產品。

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