夯實(shí)無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)，Silicon Labs藍(lán)牙主打靈活、安全

無(wú)線(xiàn)正成為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的新熱點(diǎn)。IoT無(wú)線(xiàn)解決方案需要先進(jìn)的RF技術(shù)，快速的數(shù)據(jù)傳輸，低功耗、高精度、安全，同時(shí)還要易于開(kāi)發(fā)?；谶@些訴求，市場(chǎng)上有多種無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)/協(xié)議的解決方案，其中，藍(lán)牙是短距離無(wú)線(xiàn)通信中增長(zhǎng)最快的協(xié)議之一。

無(wú)線(xiàn)芯片有何特點(diǎn)？為何很多公司關(guān)注藍(lán)牙市場(chǎng)？如何才能算好的藍(lán)牙解決方案？近日，Silicon Labs（芯科科技）舉辦線(xiàn)上發(fā)布會(huì)，亞太區(qū)物聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)經(jīng)理陳雄基先生和中國(guó)區(qū)總經(jīng)理周巍先生對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了解答，并介紹了其藍(lán)牙5.2芯片和模塊、Xpress項(xiàng)目等解決方案。

Silicon Labs亞太區(qū)物聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)經(jīng)理陳雄基（左）和中國(guó)區(qū)總經(jīng)理周巍

1 無(wú)線(xiàn)芯片的特殊性

首先，無(wú)線(xiàn)芯片與其他產(chǎn)品不同，需要芯片廠商和客戶(hù)、生態(tài)鏈廠商一起打造生態(tài)鏈，是個(gè)漸進(jìn)積累的過(guò)程。

另外，作為芯片廠商，除了硬件，軟件的穩(wěn)定性和安全性很重要。例如，為了打造一體化的無(wú)線(xiàn)平臺(tái)，Silicon Labs十幾年來(lái)收購(gòu)了很多公司，以提供不同標(biāo)準(zhǔn)/協(xié)議的解決方案，包括Wi-Fi、Zigbee，Thread、Sub-GHz、Z-wave、藍(lán)牙/藍(lán)牙Mesh及私有協(xié)議等（如下圖）。而且很重要的一點(diǎn)，在軟硬件方面，Silicon Labs搭建了軟、硬件互通共享的平臺(tái)。

例如藍(lán)牙方面，2015年，Silicon Labs收購(gòu)了芬蘭Bluegiga公司，從而擁有了自己的藍(lán)牙產(chǎn)品線(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，，Silicon Labs在2016年推出了第一款基于藍(lán)牙的芯片BG13；之后發(fā)布了適合電源供電的BG21芯片；2020年1月，推出第二代藍(lán)牙家族的成員BG22，工藝40 nm。相比第一代平臺(tái)，第二代平臺(tái)更重視分類(lèi)市場(chǎng)，例如在低功耗方面，包括電流控制、電壓控制；而且非常重視安全性，因?yàn)殡S著智能家居的發(fā)展，安全性也變得更重要，Silicon Labs推出了鎖中鎖技術(shù)，大大提高了從芯片到系統(tǒng)的整個(gè)安全性。

由于Silicon Labs提供了廣泛的無(wú)線(xiàn)平臺(tái)，因而在無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)，每年有20%~30%的高增長(zhǎng)率。

2 為何看好藍(lán)牙？

據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟預(yù)測(cè)（如下圖），從2019—2024年的5年間，用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃{(lán)牙的年均增長(zhǎng)率13%，年出貨量從8億將增長(zhǎng)到15億個(gè)。2017年，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟宣布藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)始全面支持Mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，藍(lán)牙Mesh市場(chǎng)正式啟動(dòng)，預(yù)計(jì)從2019—2024年將達(dá)年均增長(zhǎng)26%。隨著2019年藍(lán)牙定位服務(wù)（藍(lán)牙5.1）的推出，也迎來(lái)了明顯的成長(zhǎng)，從2019年—2024年，預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)率超過(guò)30%，出貨量從1.32億增長(zhǎng)到5.38億。

由于Silicon Labs在不同無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)上有豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此希望把這些經(jīng)驗(yàn)帶到高成長(zhǎng)的藍(lán)牙領(lǐng)域。

3 何為完整的藍(lán)牙方案？

1）首先是有豐富的硬件，即SoC芯片、模組等，滿(mǎn)足不同開(kāi)發(fā)者的需求。

2）協(xié)議棧。例如Silicon Labs通過(guò)收購(gòu)Bluegiga，獲得了芯片和協(xié)議棧技術(shù)。因此藍(lán)牙協(xié)議棧是Silicon Labs內(nèi)部開(kāi)發(fā)的，這也表明了該公司對(duì)于藍(lán)牙的承諾：把內(nèi)部的資源，包括人力資源投放在藍(lán)牙軟件部分。

3）推出藍(lán)牙APP。首先，Silicon Labs不是APP的專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)者，但是希望通過(guò)藍(lán)牙手機(jī)APP，讓用戶(hù)有一個(gè)參考平臺(tái)，即提供低層的通訊部分，讓開(kāi)發(fā)者作為起步點(diǎn)。

4）Silicon Labs也提供其他的一些開(kāi)發(fā)工具，包括功耗優(yōu)化的工具、網(wǎng)絡(luò)的更新工具等，這些工具對(duì)于開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品非常重要，幫助用戶(hù)把功耗做到極致。還有就是用在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的工具，能讓客戶(hù)了解無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)情況，然后去做相關(guān)的開(kāi)發(fā)（如下圖）。

4 Silicon Labs多樣性的藍(lán)牙方案

Silicon Labs優(yōu)化的低功耗藍(lán)牙產(chǎn)品包括EFR32BG22 SoC、全新的BGM220P/S模塊和Xpress項(xiàng)目，它們均支持藍(lán)牙5.2、藍(lán)牙測(cè)向和藍(lán)牙Mesh，且全部獲得了藍(lán)牙認(rèn)證。

具體地，今年1月，Silicon Labs就出爐了EFR32BG22（簡(jiǎn)稱(chēng)BG22）SoC，特點(diǎn)是助力紐扣電池供電產(chǎn)品工作可達(dá)10年。今年9月，公司又發(fā)布基于BG22的SiP（系統(tǒng)封裝）的BGM220S，以及BGM220P模組，還有Xpress項(xiàng)目。主要特性如下。

1）高性能

Silicon Labs提供了高性能且安全的低功耗藍(lán)牙SoC和模塊。SoC具有高度可定制的軟件和RF設(shè)計(jì)選項(xiàng)，是要求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)具有高度靈活性的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商的理想選擇。SiP模塊相當(dāng)適合需要超小尺寸和預(yù)先認(rèn)證的低功耗藍(lán)牙設(shè)備制造商，幾乎不需要RF設(shè)計(jì)或工程；而PCB模塊具有SiP模塊的許多優(yōu)點(diǎn)，且成本較低。

Silicon Labs的芯片和模塊解決方案還支持多協(xié)議連接，適用于要求嚴(yán)苛的應(yīng)用，包括網(wǎng)關(guān)、集線(xiàn)器和智能照明。Silicon Labs數(shù)十年來(lái)一直是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)導(dǎo)者，并且公司正在向其高性能的低功耗藍(lán)牙系列產(chǎn)品導(dǎo)入被稱(chēng)為 Secure Vault 的先進(jìn) 安全 功能套件。Secure Vault是當(dāng)前可用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的先進(jìn)硬件和軟件安全保護(hù)套件，可使設(shè)備制造商更好地保護(hù)其品牌、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和消費(fèi)者數(shù)據(jù)。

2）高安全

9月初，內(nèi)置Secure Vault的Silicon Labs新型 EFR32MG21B 多協(xié)議無(wú)線(xiàn)SoC獲得了 Arm PSA 2級(jí)認(rèn)證 ，該認(rèn)證基于全面的保證框架，可幫助實(shí)現(xiàn)IoT安全標(biāo)準(zhǔn)化，并消除安全障礙以利產(chǎn)品上市。EFR32MG21B是首款獲得Arm PSA 2級(jí)認(rèn)證的射頻芯片。

2020年8月， EFR32xG22 Wireless Gecko Series 2 開(kāi)發(fā)套件獲得了ioXt聯(lián)盟頒發(fā)的ioXt SmartCert安全認(rèn)證。作為致力于提高物聯(lián)網(wǎng)安全性的聯(lián)盟，ioXt聯(lián)盟認(rèn)證計(jì)劃根據(jù) 8項(xiàng)ioXt承諾原則 來(lái)評(píng)估設(shè)備，只有達(dá)到或超過(guò)相應(yīng)安全等級(jí)的設(shè)備才能獲得ioXt SmartCert認(rèn)證。

3）優(yōu)化功效和成本

Silicon Labs還提供一系列優(yōu)化的低功耗藍(lán)牙解決方案，這些解決方案具有低成本、低功耗和高存儲(chǔ)效率等特性以及強(qiáng)大的RF性能和安全功能，其中包括具有信任根（Root of Trust）和安全加載程序（Secure Loader）的安全啟動(dòng)（Secure Boot）功能。例如，9月發(fā)布的BGM220模塊就是一個(gè)很好的例子，它超緊湊、低成本，可以支持單個(gè)紐扣電池實(shí)現(xiàn)5至10年的電池壽命，同時(shí)可以輕松地添加交鑰匙的預(yù)認(rèn)證，包括CE和FCC的法規(guī)認(rèn)證以及藍(lán)牙認(rèn)證，從而實(shí)現(xiàn)快速上市。

4）NCP實(shí)現(xiàn)完整低功耗藍(lán)牙方案，助力產(chǎn)品迅速上市

Silicon Labs的NCP（網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器）非常適合IoT制造商，因?yàn)槠浜跸斯こ毯烷_(kāi)發(fā)周期，使產(chǎn)品得以迅速上市（如下圖）。Silicon Labs的NCP使設(shè)備制造商能夠輕松地將交鑰匙安全性和預(yù)認(rèn)證藍(lán)牙功能添加至其現(xiàn)有的微控制器（MCU），以具有包括 信任根 在內(nèi)的嵌入式安全功能。

Silicon Labs正在通過(guò)新的Bluetooth Xpress BGX220預(yù)認(rèn)證PCB和SiP模塊來(lái)擴(kuò)展其N(xiāo)CP（網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器）產(chǎn)品系列。BGX220 UART轉(zhuǎn)低功耗藍(lán)牙橋接模塊計(jì)劃于9月底之前推出，有望為將安全的低功耗藍(lán)牙連接產(chǎn)品推向市場(chǎng)提供快速的途徑。與BGM220一樣，Bluetooth Xpress BGX220通過(guò)為客戶(hù)提供經(jīng)過(guò)認(rèn)證的硬件平臺(tái)來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，該平臺(tái)通過(guò)將協(xié)議棧轉(zhuǎn)化為可與外部微控制器一起使用的簡(jiǎn)單API，來(lái)簡(jiǎn)化代碼開(kāi)發(fā)。

圖 Silicon Labs的藍(lán)牙SoC、模塊與Xpress模塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5 完善生態(tài)圈，主辦“Works With”智能家居開(kāi)發(fā)者大會(huì)

近幾年，智能家居是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)爆發(fā)點(diǎn)。為此，Silicon Labs近日主辦了“Works With”智能家居開(kāi)發(fā)者大會(huì)。但這并不是按照一家半導(dǎo)體公司主導(dǎo)會(huì)議的思路來(lái)辦的，Silicon Labs還邀請(qǐng)了美國(guó)的產(chǎn)品、生態(tài)鏈的大鱷，例如亞馬遜、Comcast、谷歌等做線(xiàn)上講演，共同探討如何設(shè)計(jì)和交付可與任何智能家居生態(tài)系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)協(xié)議配合使用且經(jīng)過(guò)認(rèn)證的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

Silicon Labs在Works With上展示全面的物聯(lián)網(wǎng)硬件、軟件及開(kāi)發(fā)工具和平臺(tái)，這些產(chǎn)品擁有領(lǐng)先的低功耗無(wú)線(xiàn)功能和最先進(jìn)的安全性，并且可以輕松擴(kuò)展到包括Amazon Alexa、Apple HomeKit、Google Home、Samsung SmartThings、Tuya Smart在內(nèi)的任何智能家居生態(tài)系統(tǒng)，以及可橫跨多個(gè)無(wú)線(xiàn)協(xié)議，例如藍(lán)牙、Project Connected Home over IP（Project CHIP，IP互聯(lián)家庭項(xiàng)目）、Thread、Wi-Fi、Zigbee、Z-Wave和專(zhuān)有協(xié)議（Proprietary）。

值得一提的是，Silicon Labs十分看好Project CHIP，預(yù)計(jì)不遠(yuǎn)的將來(lái)，所有的通訊頻率都可以互聯(lián)互通，都用同一連接，這對(duì)整個(gè)生態(tài)鏈非常好，尤其中國(guó)客戶(hù)想出海，是一個(gè)很好的發(fā)展點(diǎn)。

6 看好中國(guó)市場(chǎng)

中國(guó)市場(chǎng)占Silicon Labs的26%-27%業(yè)務(wù)，且中國(guó)市場(chǎng)將越來(lái)越重要。因?yàn)橹袊?guó)正在興起新基建/5G；且正在進(jìn)行智能家居、智慧城市等與智能化建設(shè)；尤其這兩三年2B市場(chǎng)活躍，諸如房地產(chǎn)，以及在運(yùn)營(yíng)商、生態(tài)鏈大咖的主導(dǎo)下，物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展。

Silicon Labs將一如既往地加大在中國(guó)的投入，加快消費(fèi)類(lèi)電子等領(lǐng)域的業(yè)務(wù)。因?yàn)橹袊?guó)是手機(jī)大國(guó)，因此藍(lán)牙在中國(guó)的前景亮麗。相信隨著此次藍(lán)牙模組、Xpress項(xiàng)目的推出，會(huì)助力國(guó)內(nèi)藍(lán)牙的應(yīng)用普及。