多協(xié)議通訊系統(tǒng)提供更豐富的用戶體驗(yàn)

無線標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)明顯趨勢(shì)，朝向提供更高的無線性能、更大的帶寬和更低的延遲發(fā)展。這不僅對(duì)原始速度很重要，也支持了快速增長(zhǎng)、希望透過不同協(xié)議連接的裝置數(shù)量，例如在智能家庭中：智能音箱和電視、恒溫器、掃地機(jī)器人、智慧窗簾、智能烤箱和冰箱、視訊門鈴等，這個(gè)清單無窮無盡。
同樣地，我們也不希望被綁在手機(jī)上。誰會(huì)在家里到處攜帶手機(jī)呢？如果我正透過無線耳機(jī)聽 Spotify，然后需要去另一個(gè)房間，為什么不讓 Wi-Fi 在我超出手機(jī)藍(lán)牙連接范圍時(shí)接管音樂串流呢？UWB 還增加了精確定位功能，用于「尋找我的 X」等其他可能性。消費(fèi)者和工業(yè)產(chǎn)品制造商看到了蓬勃發(fā)展的機(jī)會(huì)，并要求多協(xié)議選項(xiàng)來支持他們對(duì)無縫無線通信系統(tǒng)體驗(yàn)的愿景。


 
圖一 : 無線標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)明顯趨勢(shì)，朝向提供更高的無線性能、更大的帶寬和更低的延遲發(fā)展。

通訊系統(tǒng)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)
想想看智能家居裝置的 Matter協(xié)議 - 它簡(jiǎn)化了圍繞多個(gè)產(chǎn)品供貨商裝置建構(gòu)的高度自動(dòng)化家庭的一切。在設(shè)置和日常使用中都能無縫協(xié)作。這同樣適用于娛樂、游戲和個(gè)人助理裝置、無線接入點(diǎn)，為什么不能應(yīng)用到我們的手表或手機(jī)上呢？或者任何其他分布式無線裝置普遍存在的情境？
ABI Research 預(yù)測(cè)，到 2028 年，無線通信系統(tǒng)的裝置總可用市場(chǎng)（TAM）將達(dá)到 160 億臺(tái)，并在此之后持續(xù)健康增長(zhǎng)。他們的預(yù)測(cè)同樣顯示，個(gè)別協(xié)議支持將穩(wěn)定增長(zhǎng)，突顯出對(duì)于更復(fù)雜的使用情境，沒有單一協(xié)議能滿足所有需求。
ABI 也顯示出 UWB 在高精度、安全性和安全使用情境中的采用率不斷增長(zhǎng)，例如汽車連接聯(lián)盟（Car Connectivity Consortium；CCC）標(biāo)準(zhǔn)的汽車數(shù)字鑰匙，以及車內(nèi)雷達(dá)應(yīng)用中的兒童和人體存在檢測(cè)。透過手機(jī)或手表進(jìn)行電子支付是另一個(gè)需要 UWB 提供安全性的引人注目應(yīng)用。然而，UWB 的功耗相對(duì)較高，因此通常會(huì)與藍(lán)牙一起使用。

作為通訊系統(tǒng)市場(chǎng)擴(kuò)大的進(jìn)一步證據(jù)，已有多家半導(dǎo)體供貨商提供多協(xié)議全芯片解決方案：
? 具備 Wi-Fi 6 1×1 + BLE + 802.15.4 的無線 MCU
? 具備 Wi-Fi 6 2×2 加藍(lán)牙雙模式（BTDM）的解決方案，適用于手機(jī)、PC、電視和高端裝置
? 具備 Wi-Fi 7 2×2 加 BTDM 加 802.15.4 的解決方案，適用于手機(jī)，以及相同組合但不同芯片的接入點(diǎn)
? 具備 Wi-Fi 7 2×2 加 BTDM 加 UWB 的解決方案，適用于手機(jī)，提供更高效的數(shù)據(jù)傳輸、安全性和定位
? 具備 Wi-Fi 加 BTDM 的耳機(jī)（提供更高質(zhì)量的無損音訊）
? 以及更多裝置，例如 UWB+BLE（用于室內(nèi)定位追蹤和數(shù)字鑰匙）

作為全芯片解決方案，這些產(chǎn)品中的一些顯然是針對(duì)高端產(chǎn)品的。高產(chǎn)量的消費(fèi)性和工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)商希望建構(gòu)完全整合的解決方案，這正是 Ceva-Waves Links IP 平臺(tái)發(fā)揮作用的地方。

透過 Ceva-Waves 實(shí)現(xiàn)多協(xié)議連接
Ceva 的嵌入式通訊系統(tǒng)，目前每年為約 10 億顆藍(lán)牙芯片和約 2 億顆 Wi-Fi 芯片提供動(dòng)力。對(duì)于新興的 UWB 和 802.15.4 市場(chǎng)，也有相應(yīng)的解決方案。這些所有 IP 組件已經(jīng)在出貨中，為一些 Ceva 合作伙伴提供上述描述的多協(xié)議連接解決方案，盡管現(xiàn)在是以嵌入式實(shí)現(xiàn)的形式。
然而，這些合作伙伴中不乏承認(rèn)他們的專長(zhǎng)在于自身產(chǎn)品和其附加價(jià)值，而非多協(xié)議通訊系統(tǒng)。我們有時(shí)發(fā)現(xiàn)他們?cè)趦?yōu)化組合多種無線選項(xiàng)，以及將這些數(shù)位子系統(tǒng)連接到共同的射頻前端時(shí)遇到困難。這些挑戰(zhàn)部分源于多種數(shù)字選項(xiàng)本身的復(fù)雜性，加上額外的軟件／配置文件組件；部分則來自于管理在共享無線頻譜段（例如 2.4 GHz）內(nèi)運(yùn)作的訊號(hào)之間的有效共存。


 
圖二 : 家庭連接：無線通信平臺(tái)

為了幫助克服這些挑戰(zhàn)，Ceva推出Ceva-Waves Links，這是一個(gè)新的多協(xié)議無線平臺(tái) IP 系列。這個(gè)平臺(tái)系列的第一個(gè)成員是 Ceva-Waves Links100，整合 Wi-Fi 6、藍(lán)牙 5.4 和 802.15.4，包含在臺(tái)積電 22nm ULL 制程中的低功耗多協(xié)議無線電，以及相關(guān)的軟件和配置文件堆棧。這個(gè)通訊系統(tǒng)平臺(tái)已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中部署。隨著市場(chǎng)需求的演變，Links 系列將會(huì)增加更多成員。

這個(gè)解決方案有幾個(gè)客制化的組件。首先，我們只整合合作伙伴所要求整合的組件。如果需要 Wi-Fi IP 和 BLE IP，我們將提供一個(gè)完全符合該需求的整合通訊系統(tǒng) IP，省略 802.15.4 和 UWB 的支持。整合的解決方案還將進(jìn)一步優(yōu)化共存性，以最小化這些子系統(tǒng)之間的干擾。其次，提供的平臺(tái)預(yù)設(shè)包含一個(gè)預(yù)先整合的通用 RF 接口。另外，也提供與首選合作伙伴或內(nèi)部 RF 選項(xiàng)的整合，可選擇多種晶圓制造流程和節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)然，Ceva-Waves Links 已經(jīng)利用了既有的 Ceva-Waves 單一協(xié)議解決方案的優(yōu)勢(shì)，包括：
? 為成本敏感的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)化的 Wi-Fi 6，或具備 MLO 的進(jìn)階 Wi-Fi 6/6E/7，適用于各種使用情境，從節(jié)能的物聯(lián)網(wǎng)到高速資料串流
? 藍(lán)牙 5.4 雙模式，包含藍(lán)牙音頻和 Auracast，以及全面的藍(lán)牙配置文件套件，還有用于通道探測(cè)和更高數(shù)據(jù)傳輸量的下一代藍(lán)牙
? IEEE 802.15.4（用于 Thread、ZigBee、Matter）適用于智能家庭應(yīng)用
? UWB，支援 FiRa 2.0、CCC Digital Key 3.0 和雷達(dá)，用于創(chuàng)新的微定位和感測(cè)功能。

多協(xié)議通訊系統(tǒng)已經(jīng)開始蓬勃發(fā)展，具競(jìng)爭(zhēng)力的消費(fèi)性和工業(yè)產(chǎn)品將需要快速且自信地適應(yīng)這一趨勢(shì)。我們已經(jīng)看到產(chǎn)品開發(fā)者積極地將這些選項(xiàng)設(shè)計(jì)到他們的下一代產(chǎn)品中，無論是在芯片還是芯片組平臺(tái)上，目標(biāo)是讓他們的產(chǎn)品在贏者全拿的市場(chǎng)中脫穎而出。您可以藉助 Ceva 的幫助，透過基于廣泛采用的無線連接產(chǎn)品組合的 Ceva-Waves Links 平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

（本文作者Franz Dugand為Ceva無線物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部銷售與營(yíng)銷資深總監(jiān)）