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DTResearch(研究報告)
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模組化設計簡化聯網產品開發時程

  • DIGITIMES企劃

Silicon Labs(芯科科技)資深應用工程師何天仕。

Silicon Labs(芯科科技)資深應用工程師何天仕先生,針對「模組化設計簡化聯網產品開發時程」之議題做演說。因應該公司2016年剛好滿20年,其著重於讓人/物/網之間做緊密連結,朝向以建立各式設計模組,諸如感測類、運算類、連網類、開發環境等領域,以提供不只是單一產品,而是完整的模組化IoT解決方案。協助客戶快速建構智慧聯網終端產品,包括智慧電錶、智慧家居控制、工廠自動化、資產追蹤、穿戴式等相關產品。

模組化方案  簡化IoT產品設計

Silicon Labs在感測類產品部份,有溫度、濕度、磁力線、光線、紫外光、接近接感測、心率等種類。針對不同環境下提供各式完整軟硬體模組,以解決各種可見光/不可見光/強光/反射光/潮濕等環境下的高精度感測需求。

在運算類的部份,則主要是MCU產品。目前有EFM8 Bee系列(8位元)、EFM32 Gecko系列(32位元),以及Silicon LabsXpress特定功能模組(諸如USB、觸控、LCD控制、語音轉換等)。

以EFM32家族的MCU方面,目前有Gecko、Pearl、Jade Gecko等系列的產品可供選擇,這些產品著重於低功耗,具有不同的休眠設定模式,讓設計師能夠透過精準調整來達到高能效的應用。

而EFM8家族MCU,則是採用功能區分化,其Bee系列的依照不同的應用分成Busy、Sleepy、Universal、Laser等4類,像是Busy Bee表示跑得很快、即時,適合工控應用。Sleepy Bee則重視省電。Universal Bee則不需要外部的電路即有USB功能。Laser Bee則強調高速與ADC,適合光纖與收發器應用。

多樣化連網產品方案  具備超省電能力

在連網產品方面,芯科提供Wi-Fi、Thread、ZigBee、Bluetooth、Bluetooth Smart,與專屬規格(2.4GHz或Sub-GHz)等完整的無線傳輸解決方案,包含Mighty Gecko、Blue Gecko、Flex Gecko等產品,可滿足各種高/低資料量、點對點以及雲端/長距離等無線傳輸需求。

除了產品之外,Silicon Labs也協助客戶克服在設計過程中所遇到的挑戰。如低功耗部份,其Energy Profiler軟體工具,可計算IC的功耗,以及是在哪段程式碼中所耗掉的,可協助客戶在設計過程中加速除錯,以將程式碼做最佳化。而安全性方面,則是MCU硬體即內建加解密功能,免除以軟體加解密所需要的系統負擔。

此外,為降低客戶產品進入市場時所遭遇的風險,Silicon Labs也提供產品參考設計,讓客戶選擇。至於多協定產品部份像是Mighty Gecko,只要燒錄想要的軟體層進去即可使用。因此在硬體設計時只要一組PCB,出貨時再燒錄Thread、ZigBee或藍牙軟體協定層的韌體之後,就可以成為不同協定的產品版本。

此外,Wireless Gecko無線產品,具備PRS、LDMA的設計,皆比一般MCU還省電。Silicon Labs有SoC與Module類的Wireless MCU產品,也通過無線認證程序,滿足客戶在設計時的各種需求。

完整工具與開發者生態圈  加速產品上市

在簡單設計工具方面,Simplicity Studio提供整合開發環境,包含組譯器、針腳功能定義、Energy Profiler、各式參考文件,全部都整合在一套軟體內。而且Silicon Labs為ZigBee、Thread、藍牙低功耗等通訊協定層的領導廠商,提供完整的統包方案,加速客戶設計出照明、家庭自動化、閘道器、遙控器等產品。

例如某智慧燈泡,就採用Silicon Labs無線MCU方案,可同時支援藍牙+ZigBee或藍牙+Thread的多重無線協定,讓用戶可先以手機的藍牙協定來做設定,以加入既有的燈泡控制網路,當燈泡重新啟動時即可切換成Thread/ZigBee協定,讓智慧開關來統一控制開閉。

總之,Silicon Labs完整的感測、MCU、無線MCU產品線,搭配單一整合開發工具,以及無線通訊軟體層,以及各式開發板與模組,協助客戶減少開發時程。