【芯片】智能家居中物聯網芯片技術
發布日期:2020-01-03
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本文由騰訊數碼獨家發布

Wile E. Coyote和Road Runner
如今,幾乎所有的主要芯片供應商——即高通、賽普雷斯或德州儀器——都在追逐難以捉摸的物聯網市場,它們發現,智能家居領域就像一個Road Runner,而企業就像是Wile E. Coyote。
分散的智能家居物聯網前沿面臨著多方面的挑戰
首先,智能家居領域涵蓋了各種各樣的互聯設備,從門鈴、門鎖和煙霧探測器,從智能揚聲器和智能冰箱。其次,它們提供了太多的連接選項(WiFi、藍牙、BLE、ZigBee、Z-Wave和Thread)。第三,智能家居設備通常在應用層(如蘋果的HomeKit和三星的SmartThings)上提供很少的互操作性。第四,物聯網芯片的安全缺口是一個嚴重的難題。最重要的是,智能家居設備的電力續航問題始終存在。因為一旦電池耗盡,設備之間既無法連接也不會變得智能。
為了填補這一缺口,Redpine Signals本周推出了一款名為RS9116N-DBT的新型物聯網芯片。與雙頻Wi-Fi,藍牙5,802.15.4集成。通過線程棧,新的物聯網芯片具有先進的安全性ARM Cortex M4單片機。Redpine聲稱,這種芯片不僅能與競爭對手匹敵,甚至有望超越他們。
Redpine Signals首席執行官Venkat Mattela自豪地說,這種新的物聯網芯片的優勢包括:1.同時實現多協議無線連接;2.高水平的安全性。
Wi-Fi連接的24小時待機傳感器
最重要的是,Redpine的RS9116N-DBT“在Wi-Fi連接狀態下消耗不到90uA,”Mattela聲稱。Redpine委托Tolly Enterprises進行的測試顯示,目前的數據是市場上競爭對手芯片組的五分之一至十五分之一。

物聯網功耗:Wi-Fi待機關聯模式
但是為什么Redpine堅持在智能家居物聯網芯片中集成Wi-Fi呢?在傳統的智能家居物聯網設置中,Wi-Fi連接通常與ZigBee mesh設備分開提供。Mattela堅信這將不再是正確的選擇。
“唯一支持本地IP的無線技術是Wi-Fi,”他強調說。Wi-Fi必須在那里為每個智能家居設備提供“可互操作的IP接入”。由于Wi-Fi的高功耗和高成本,Wi-Fi連接一直被認為是對物聯網芯片的拖累。Mattella聲稱Redpine的無線技術是業界第一個使用低功耗Wi-Fi的無線傳感器,他預計這將克服在這些應用中使用Wi-Fi的阻力。
物聯網芯片是放之四海而皆準的嗎?
如今物聯網行業的普遍看法是,沒有任何物聯網芯片是萬能的,尤其是對于智能家居來說。可穿戴設備、安全攝像頭或智能揚聲器所需的功能設置有顯著不同。

智能家居中的物聯網設備
然而,Mattela不同意。他認為,如果有機會,任何系統OEM都更愿意在單一的軟件環境中工作,而不是將多個軟件開發團隊分配給不同的物聯網設備。他解釋說,為不同的設備維護不同的團隊對于系統OEM來說代價是昂貴的。
因此,Redpine正在推廣一種芯片能夠使用所有設備環境。該公司指出,RS9116N-DBT可以幫助避免為視頻門鈴和路由器等設備使用兩個無線芯片組”。
AI&邊緣計算
Redpine公司的新型物聯網芯片還具有“智能邊緣”功能,可以讓監控攝像機進行人臉識別,通過傳感動作探測入室盜竊,或者讓智能揚聲器識別房主的聲音,陌生的人無法關燈。
該公司指出,RS9116N-DBT提供了一系列“節能和硬件輔助機器學習功能”,以支持下一代智能應用程序,同時保持低操作延遲和低功耗。

RS9116N-DBT Redpine物聯網SoC框圖
Mattela表示,Redpine已經自行設計了一種人工智能引擎和神經網絡,而不是選擇現成的支持人工智能的DSP核心,后者可以從Tensilica等公司獲得授權。
RS9116N-DBT是一個集成了包括人工智能引擎在內的所有功能的單片機。然而,5GHz射頻收發機是在一個單獨的芯片中提供的。Mattela說,單芯片BGA內部有兩個芯片,一個芯片提供所有功能,另一個芯片只有5GHz射頻。
RS9116N-DBT采用GlobalFoundries的40nmLP工藝技術制造。
當被問及8.8 x 8mm BGA包的具體細節時,Redpine解釋說,RS9116N-DBT集成了“ARM Cortex M4單片機、先進的硬件安全和多個無線協議,處于行業領先的功耗點。”該芯片有用于Wi-Fi、BT、BLE和Thread的協議棧,并包括自動網格形成和重新配置方面的內容,旨在提供整個家庭覆蓋。
支持802.11ah, Wi-Fi HaLow
雖然Redpine的新聞稿從來沒有明確提到這一點,但該公司的首席執行官表示,RS9116N-DBT可以提供“802.11ah支持”。
IEEE802.11ah,也被稱為Wi-Fi HaLow,是一種900兆赫版本的Wi-Fi,專門針對物聯網的遠程鏈接。
據信,Micro和Newracom是目前唯一生產HaLow芯片的芯片公司。當被問及此事時,Redpine首席執行官Mattela說:“這些公司現在正在朝這個方向努力。但是我們去年已經在生產設備上做到了這一點。然而,Redpine并沒有將這款設備推向市場,“因為它對一線產品的吸引力有限,”他解釋道。

不斷擴大物聯網設備的無線連接選項
盡管如此,Mattela聲稱RS9116N-DBT已經“在SoC中集成了[HaLow]技術”。這意味著,“我們將能夠支持802.11ah,當各層在訪問點、網關和其他方面采用802.11ah時。”Mattela聲稱,對802.11ah的隱藏支持將使RS9116N-DBT成為“未來的證明”。
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