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上海芯翼發布全球第一款單片集成CMOS PA的超低功耗NB-IoT芯片

新聞來源: 電子創新網 人氣(qi):0 發表(biao)時間(jian):2019-06-03


NB-IoT(窄帶物(wu)聯網,Narrow Band Internet of Things)由(you)於其(qi)具有電池壽(shou)命長(zhang)(超過十(shi)年)、成本(ben)低(每個(ge)模(mo)塊(kuai)1美元左右)、容量(liang)大(單個小區能支(zhi)持(chi)10萬(wan)連接)、覆(fu)蓋(gai)廣(能覆蓋到(dao)地下)等(deng)獨(du)特優(you)勢而(er)成為LPWA(low-power Wide-Area Network,低功耗(hao)廣域網(wang))的(de)重要(yao)技術(shu),NB-IoT構(gou)建於蜂窩(wo)網絡(luo),隻消(xiao)耗大約(yue)180KHz的帶(dai)寬,可直接部(bu)署於(yu)GSM網絡、UMTS網絡或(huo)LTE網絡,由於蜂窩網絡覆蓋了全球(qiu)超過50%的地(di)理(li)麵積,90%的人口,所以依(yi)托(tuo)這樣一(yi)個全(quan)球最完整的網絡而構建(jian)的物聯(lian)網可以輕(qing)鬆上實現(xian)廣覆蓋,相比(bi)傳(chuan)統GSM,一個NB-IoT基站可(ke)以(yi)提(ti)供10倍的麵積覆蓋,其200KHz的帶(dai)寬可以提供10萬個聯接(jie)!假設(she)全球有500萬左右(you)物理站點,全部部署NB-IoT,每個站3個扇(shan)區、每個扇(shan)區部署200kHz、每小時(shi)每個傳感(gan)器發(fa)送100個字(zi)節,那(na)麽全球站點能夠(gou)聯接的傳感器數量高(gao)達(da)4500億!驚人吧(ba)!

正(zheng)因為具(ju)備這(zhe)樣突出的優勢(shi),所(suo)以NB-IoT自(zi)華(hua)為(wei)推出後就受到業界熱(re)捧,目(mu)前華為、高通、英(ying)特爾(er)、Nordic、展銳、中興微電子(zi)等都(dou)推出(chu)了(le)NB-IoT芯(xin)片(pian)方(fang)案。傳統(tong)的NB-IoT方案(an)如下圖所示。

注(zhu)意,一般的NB-IoT方案都是不(bu)含(han)PA的,這是(shi)因為CMOS PA在SoC的片上集成(cheng)是一個世界級(ji)難題,集(ji)成射頻(pin)PA,由於大功(gong)率(lv)發射(she)會(hui)影響(xiang)芯片內其他(ta)電路,比如(ru)電感耦合引(yin)起(qi)的pulling影響(xiang)PLL的工(gong)作等等。

現在,全球首款(kuan)集成PA的NB-IoT方案來(lai)了!今(jin)天(tian),在MWC上(shang)海站,芯翼(yi)信(xin)息科技(上海)有限公司(si)發布了首款代表全球NB最(zui)高集成度(單片集成CMOS PA)和超(chao)低(di)功耗水平的NB-IoT芯片。這款芯片可以幫(bang)助客戶麵(mian)對(dui)即(ji)將(jiang)到來的物聯網大潮(chao),應對各(ge)種應用(yong)當中的性(xing)能、功耗和(he)成本挑(tiao)戰(zhan)。

該芯片集成度全球最高,該款芯片單片集成了CMOS PA,射頻收(shou)發,電源管(guan)理,基帶,微(wei)處理器等,是全球唯(wei)一集成射頻PA的NB-IoT芯片,大幅降低了模塊的成本以及開(kai)發複雜度(du)。同時提供了非(fei)常(chang)小(xiao)的體(ti)積(ji),對於可穿戴(dai)等應用尤(you)其有幫助(zhu)。其次(ci),該款芯片實現了超低功耗:支持深度睡(shui)眠(mian)、普通睡眠、待(dai)機(ji)、低功耗工作(zuo)等不同(tong)功耗模式(shi),其中深(shen)度睡眠狀態(tai)(PSM)和接收機狀(zhuang)態下電流(liu)均(jun)為商(shang)用主流產品的1/3。

另外,該(gai)款芯片具有很強的靈(ling)活性,其采用軟件定義無線電(dian)(SDR)架構,可以靈活支持優化物理層(ceng)接收機算法,能夠滿足標準(zhun)升級以及(ji)碎片化(hua)的物聯網專網通訊需求(qiu)。此(ci)外(wai),該芯片還集成了多種外設接口,如UART、I2C、SPI、uSim和GPIO等。

目前,全球物聯網產(chan)業(ye)鏈正加(jia)速發展(zhan),“連接”數(shu)量將規(gui)模化爆發增長。預(yu)計未來5年將構建193.1億網絡終(zhong)端(duan),帶來連接、應用、數據多(duo)重(zhong)價(jia)值。與此同時,中(zhong)國將成為最大(da)市場(chang),預計2022年(nian)中國(guo)將成為全球最大的物聯網連接市場,終端總數將達到44.8億個,其中LPWA達11.3億個。預計2022年中國市場規模將超過150億(yi)元(yuan),而NB-IoT在應(ying)用中的成本和功耗優勢明顯。

對物聯網應用而言(yan),低功耗比以往(wang)任何時刻(ke)都更(geng)加重要。原(yuan)因很(hen)多,舉一個簡(jian)單(dan)實(shi)例(li),在人(ren)跡(ji)罕(han)至之(zhi)處(如下水(shui)道)安裝某些計(ji)量或環(huan)境監(jian)測(ce)設備(bei),如果(guo)能(neng)持久(jiu)保(bao)持正常工作狀態,將節約巨大的運(yun)維成本。同時,考慮到海量需(xu)求,物聯網的成本也非常關鍵,降低成本的關鍵是如何(he)實現高度集成,這方麵的挑戰與(yu)機遇並(bing)存(cun),這些難(nan)題(ti)也給(gei)通訊技術帶來了創(chuang)新的機遇(yu)。芯翼則把握(wo)住(zhu)了這個機遇,即將發布(bu)第(di)一款單片集成CMOS PA的超低功耗NB-IoT芯片,它引領(ling)了全球高集成度和超低功耗NB芯片的發展潮流,據悉(xi)該芯片今年年底商用。

為何芯翼解(jie)決(jue)了NB-IoT集成PA難題?這是因(yin)為芯翼創始人肖(xiao)建宏博士(shi)和其團隊有豐富的射頻設計經驗(yan),肖建宏博(bo)士2001年從(cong)北(bei)京大學微電子專業本科畢業並赴美(mei)留學(xue), 2007年從Texas A&M University取得電子工程(cheng)博士學位。肖博士在美國博通(Broadcom)任(ren)職期(qi)間,是為數不多的年輕一代(dai)高級首席科學家(jia)(Senior Principal Scientist),他在Broadcom領導(dao)開發各種(zhong)寬帶射頻收發通訊係(xi)統,應用於衛星通訊、有線電視機頂盒(he)等產品,產品(pin)累(lei)計銷(xiao)售(shou)過(guo)十億美元。並取(qu)得了多項(xiang)重大技術突(tu)破,包括(kuo)世(shi)界最低功耗的電視(shi)調頻頭, 高速高性能數模轉換器 (9千兆 13比特(te) ), 高性能鎖相(xiang)環,全球第一款基於高速DAC的CMTS發射機等。 

肖博士吸引了一批(pi)來自美國Broadcom、Qualcomm、Maxlinear以及國內(nei)華為、展訊等具有(you)世界(jie)領先芯片研(yan)發能力(li)的科學家,深刻理解SoC設計所涉及的多個技術領域,他們行(xing)業平均工作年限超過10年。公司現階段側重於低功耗廣(guang)域(yu)通(tong)訊應用的NB-IoT芯片研發,可廣泛(fan)應用於智慧城市(shi)、智慧家居、工業互聯網、資產追蹤、可穿(chuan)戴等領域。芯翼的發展目標(biao)是成為以通訊技術為核心(xin)的物聯網終端SoC世界級廠商。



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