隨著物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)，無線MCU需求暴漲，在傳統(tǒng)MCU玩家以為可以好好在這個(gè)新市場淘金的時(shí)候，新對手出現(xiàn)了！它帶來的是迄今全球最先進(jìn)的無線MCU！

據(jù)市場研究公司IC Insights稱，預(yù)計(jì)未來五年微控制器市場將穩(wěn)步上升，主要原因是傳感器的普及和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的興起。IC Insights表示，預(yù)計(jì)2018年MCU出貨量將增長18％，達(dá)到306億顆。該公司預(yù)測，2018年MCU銷售額將增長11％，達(dá)到186億美元的歷史最高水平，預(yù)計(jì)2019年將進(jìn)一步增長9％，達(dá)到204億美元。

IC Insights預(yù)測未來5年MCU銷售額將以7.2％的復(fù)合年增長率（CAGR）增長，到2022年達(dá)到近239億美元。預(yù)計(jì)單位出貨量同期將以11.1％的復(fù)合年增長率增長，到2022年達(dá)到約438億顆。

這樣一個(gè)欣欣向榮的大市場自然引來新的淘金者，2月25日，歐洲發(fā)展最快的半導(dǎo)體公司---專注電源管理和藍(lán)牙技術(shù)的Dialog半導(dǎo)體公司宣布推出迄今最先進(jìn)、功能最豐富的無線連接多核MCU SmartBond? DA1469x藍(lán)牙低功耗SoC系列，以全球最先進(jìn)的無線MCU來搶占IoT連網(wǎng)消費(fèi)類應(yīng)用市場，該無線MCU系列還支持最新的藍(lán)牙5.1規(guī)范（關(guān)于藍(lán)牙5.1，詳見文末閱讀原文：重磅！ 藍(lán)牙5.1引入“尋向功能”！有望激發(fā)一大波創(chuàng)新應(yīng)用），支持高精度厘米級(jí)室內(nèi)定位，這讓DA1469x系列芯片更添一份魅力，很多用戶都期待早日用上評(píng)估板開始其設(shè)計(jì)。

DA1469x揭秘

“DA1469x是第一個(gè)采用基于ARM Cortex-M33處理器的專用應(yīng)用處理器的量產(chǎn)無線微控制器系列。M33為高端健身追蹤器、先進(jìn)智能家居設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)游戲控制器等計(jì)算密集型應(yīng)用提供更強(qiáng)大的處理能力?！盌ialog半導(dǎo)體公司低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān)Mark de Clercq在發(fā)布會(huì)上強(qiáng)調(diào)，“該新產(chǎn)品系列包括4個(gè)型號(hào)，建立在Dialog SmartBond?產(chǎn)品線的成功基礎(chǔ)之上，可以為廣泛的IoT連網(wǎng)消費(fèi)類應(yīng)用提供更強(qiáng)大的處理能力、更多資源、更大的覆蓋范圍、和更長的電池續(xù)航能力。”

他表示DA1469x產(chǎn)品系列有五個(gè)特點(diǎn)：

1. 多核無線微控制器系列

2. 全球首款量產(chǎn)的基于 Arm Cortex M33的無線微控制器

3. 可配置的協(xié)議引擎支持最新的藍(lán)牙 5.1 標(biāo)準(zhǔn)

4. 先進(jìn)的內(nèi)置電源管理單元

5. 模擬和數(shù)字外設(shè)的獨(dú)特結(jié)合

這顆多核SoC有三個(gè)處理器單元分別應(yīng)對傳感器、信號(hào)處理和通信。

在傳感部分一顆可編程微型 DSP 進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)處理；在處理部分，96 MHz 的Arm Cortex M33 應(yīng)用處理器完成主要信號(hào)處理；在通信部分，一顆基于 Arm Cortex M0+的無線通信處理器完成通信協(xié)議處理和軟件可配置處理，處理藍(lán)牙 5.1 和專有協(xié)議。

Cortex－M33是一款在性能、功耗、安全與生產(chǎn)力之間達(dá)到最佳平衡的處理器。Cortex－M33是首款采用TrustZone安全技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的ARMv8－M全功能實(shí)現(xiàn)處理器。該處理器可以支持大量靈活的配置選項(xiàng)，并在廣泛應(yīng)用中進(jìn)行部署，此外還提供專用的協(xié)同處理器界面以支持經(jīng)常需要加速和大量運(yùn)算的運(yùn)作。

Cortex－M33處理器采用有序三階管線技術(shù)更加有效的降低系統(tǒng)功耗，大部分指令在頭兩個(gè)階段就能完成，而復(fù)雜的指令則需要3個(gè)階段。此外，某些16位指令將采用雙發(fā)射機(jī)制，以增強(qiáng)性能。處理器內(nèi)核有兩個(gè)AMBA? 5 AHB5界面：C－AHB和S－AHB，完全對稱，指令和數(shù)據(jù)提取性能不分伯仲。

Mark表示DA1469x支持無限內(nèi)存空間，此外還提供豐富的用戶界面。如原生支持豐富的 UI 顯示，如LCD控制器、并行和串行接口、專用DMA引擎、通過 I2C/SPI 實(shí)現(xiàn)觸摸控制、內(nèi)置背光白光 LED 驅(qū)動(dòng)和 PWM等。在電機(jī)控制方面，其內(nèi)置自主手表運(yùn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。音頻方面，支持PDM 和 PCM/I2S 接口、立體聲輸入和輸出、支持集成的采樣率轉(zhuǎn)換器。它還內(nèi)置 ERM/LRA 驅(qū)動(dòng)支持觸覺反饋，它有多達(dá)55個(gè)GPIO！支持按鈕和觸摸控制！

在連接方面，DA1469x系列為開發(fā)人員提供了先進(jìn)的連接功能，可以滿足多種應(yīng)用的需求，并使其經(jīng)得起未來的考驗(yàn)。其新型集成無線電提供的覆蓋范圍是前代產(chǎn)品的兩倍，結(jié)合基于ARM Cortex-M0+的軟件可編程數(shù)據(jù)包引擎，可部署協(xié)議并為無線通信提供充分的靈活性。

“它可以實(shí)現(xiàn)安全的應(yīng)用和通信，確保用戶的 IP 安全，我們的方案支持閃存中加密的應(yīng)用程序代碼和數(shù)據(jù)、支持動(dòng)態(tài)代碼解密、支持安全的 bootloader。”Mark 強(qiáng)調(diào)，“為了防止不想要的密鑰訪問，我們也有專用的分開的OTP安全密鑰存儲(chǔ)。密鑰管理是在硬件中進(jìn)行，同時(shí)還可以阻止從處理器或外部端口進(jìn)行訪問。所有安全功能都是在硬件中加速的，實(shí)現(xiàn)AES、哈希函數(shù)、真隨機(jī)數(shù)生成器。這些功能是專用于處理器的，獨(dú)立實(shí)現(xiàn)端到端的藍(lán)牙鏈路加密，右邊突出顯示的藍(lán)牙處理器有自己的加密引擎，來加密數(shù)據(jù)鏈路，這些功能是專屬于處理器的?！?/p>

由于Dialog長期聚焦電源管理，它曾是蘋果手機(jī)的御用電源管理方案提供商，因此積累了豐富的電源管理經(jīng)驗(yàn)，在這顆SoC中，電源管理也是非常強(qiáng)大的。

”我們的芯片是原生支持可充電電池，包括鋰聚合物電池、鋰離子電池、鈕扣電池、鎳氫電池、堿性電池等等，所有的內(nèi)部電源管理都在芯片內(nèi)完成?！八赋?，”對于一些復(fù)雜的系統(tǒng)而言，一些外部元件也是需要供電的，所以我們通過DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)給外部器件進(jìn)行供電。外部器件無論是外部傳感器、顯示器或其他芯片，通過我們的芯片可以進(jìn)行電源的供電和控制。對于可充電池，我們也在一些型號(hào)上實(shí)現(xiàn)了硬件USB充電器，無論是鋰離子還是鋰聚合物的電池，意味著不需要外部充電器了。另外我們也有電壓降的保護(hù)?！?/p>

他表示，在功率管理方面，這款芯片也是非常優(yōu)秀的，可以實(shí)現(xiàn)納安級(jí)的功率控制。除了剛才提到的最先進(jìn)的電源管理單元以外，該芯片還具有七個(gè)獨(dú)立的電源域。獨(dú)立的電源域可以在你需要的時(shí)候才提供電量，例如需要藍(lán)牙時(shí)候，藍(lán)牙相關(guān)的電源域才會(huì)供電。需要用傳感器的時(shí)候，只有傳感器節(jié)點(diǎn)控制器會(huì)供電。根據(jù)每項(xiàng)不同的功能，可以保證用電量是最低的。

強(qiáng)大的藍(lán)牙功能

Mark表示該芯片的第三顆內(nèi)核ARM Cortex M0+主要負(fù)責(zé)無線連接部分，它是一個(gè)軟件可編程的協(xié)議引擎，也支持最新的藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn)以及2.4GHz的專有協(xié)議。

“其無線電前端最高輸出功率達(dá)到+6 dBm，接收靈敏度是-97 dBm，用戶可以用功率置換覆蓋范圍。我們的方案外部前端的所有元件都集成進(jìn)來了，包括集成的巴倫轉(zhuǎn)換器、50 Ω匹配的單一RF IO引腳，加上單一PCB布線天線，就可以完成RF設(shè)計(jì)?！彼赋觯霸?a target="_blank">收發(fā)器方面，在我們之前的產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步提升。之前的產(chǎn)品功耗已經(jīng)是最優(yōu)的了，這款產(chǎn)品在發(fā)射的輸出功率和接收靈敏度方面又有進(jìn)一步的提升?！?/p>

“為什么客戶選擇我們的DA1469x系列產(chǎn)品？因?yàn)樗且粋€(gè)真正單芯片方案，而且是一個(gè)產(chǎn)品系列。我們有一些型號(hào)是針對通用MCU應(yīng)用，包括14691和14695。也有針對特定應(yīng)用的，包括14697和14699?！彼偨Y(jié)道。“此外，采用DA1469x開發(fā)應(yīng)用非常簡單，這樣能夠幫助客戶減少系統(tǒng)成本，減少占板空間，同時(shí)因?yàn)樵?shù)量減少了，所以使得生產(chǎn)可靠性也提高了。”

以上圖為例，他詳解了PCB占板空間和成本，基本上可以節(jié)省超過1美元的成本，以及30到40平方毫米的占板空間。對于一些空間嚴(yán)重受限的應(yīng)用，30到40平方毫米的占板空間的節(jié)省是非常可觀的數(shù)量。

下圖是一個(gè)應(yīng)用案例--連網(wǎng)運(yùn)動(dòng)手表的設(shè)計(jì)，外圍設(shè)計(jì)非常簡單。

藍(lán)牙5.1應(yīng)用開發(fā)

該方案支持最新的藍(lán)牙5.1開發(fā)，關(guān)于藍(lán)牙5.1協(xié)議，它可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的室內(nèi)定位應(yīng)用。Mark指出，藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn)主要通過到達(dá)角度（AoA）和離開角度（AoD）進(jìn)行尋向定位，像室內(nèi)定位、物品追蹤、門禁、無鑰開鎖等應(yīng)用，都將受益于新的5.1標(biāo)準(zhǔn)的這個(gè)特性，而Dialog的新品就支持這個(gè)功能。

這是Dialog提供的開發(fā)套件。在發(fā)布會(huì)結(jié)束后，他還進(jìn)行了現(xiàn)場定位尋向演示。

他特別指出，在尋向、定位應(yīng)用中，天線的設(shè)計(jì)都是非常重要的。Dialog提供非常清晰的應(yīng)用筆記以及天線的參考設(shè)計(jì)，使得客戶可以模仿這些設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)出來的性能是最優(yōu)的。"在今天的演示當(dāng)中也有配套的RF天線，我們也會(huì)公布該RF天線設(shè)計(jì)。"他強(qiáng)調(diào)。

開發(fā)支持

他表示為了能夠促進(jìn)客戶更好地使用產(chǎn)品，Dialog提供完整的軟件開發(fā)套件。工具包主要有三種，首先是預(yù)先配制好的Eclipse集成開發(fā)環(huán)境和SDK。然后是SmartSnippets? Studio是一個(gè)開發(fā)工具盒。Connection Manager是用于調(diào)試、協(xié)議分析和測試。

他指出SmartSnippets?藍(lán)牙協(xié)議棧是比較成熟的協(xié)議棧，Dialog的客戶用這個(gè)工具已經(jīng)開發(fā)了很多款產(chǎn)品。這個(gè)協(xié)議棧支持最新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)也支持一些其他的特性，使得客戶能夠進(jìn)行更好的應(yīng)用開發(fā)。

而Dialog的藍(lán)牙協(xié)議棧是集成于一個(gè)非常全面完整的軟件開發(fā)套件當(dāng)中，這個(gè)軟件開發(fā)套件提供了方便工程師開發(fā)應(yīng)用的一切工具，而不需要工程師涉入軟件過深。除了操作系統(tǒng)、LLD、中間件以外，還有一系列應(yīng)用層的API，使得工程師不用去單個(gè)控制每一個(gè)部分，就可以享受到這些功能。我們還有一系列的軟件示例，可以讓工程師將示例用作基礎(chǔ)加速他們的應(yīng)用開發(fā)。

Dialog的集成軟件開發(fā)環(huán)境，主要是基于GCC編譯器，具備完整的調(diào)試器，更重要的是它是無需授權(quán)許可的。

Dialog也提供完整的硬件開發(fā)套件，使客戶可以在硬件上去開發(fā)自己的軟件。硬件開發(fā)套件包括母板，集成了很多重要的功能和特性。還有子板，子板具備該系列產(chǎn)品的不同型號(hào)，比如有DA14695的硬件開發(fā)子板和DA14699的子板。

“值得一提的是，我們支持兩個(gè)最受歡迎的接口，一個(gè)是mikroBUS?，一個(gè)是Arduino，有助于客戶使用現(xiàn)成的插拔式擴(kuò)展板，在基礎(chǔ)板上擴(kuò)展更多功能，包括新的傳感器、執(zhí)行器、顯示和用戶界面等?！彼赋?，“為了對我們的芯片產(chǎn)品進(jìn)行補(bǔ)充，我們還跟合作伙伴開發(fā)了一個(gè)模塊。這個(gè)來自AzureWave的DA14691模塊特別適合沒有太多RF技術(shù)經(jīng)驗(yàn)但想用我們無線多核微控制器系列產(chǎn)品的客戶。這個(gè)模塊是完全經(jīng)過認(rèn)證的，客戶可以直接使用這個(gè)模塊，不需要再進(jìn)行額外的認(rèn)證。這個(gè)模塊現(xiàn)在正在開發(fā)中，計(jì)劃在今年第二季度開始量產(chǎn)。”

他表示該系列產(chǎn)品DA14691/5/7/9 已經(jīng)開始量產(chǎn)，現(xiàn)可通過我們的經(jīng)銷商伙伴獲得DA14691/5/7/9 樣品專業(yè)版和 USB dongle 開發(fā)套件，而通過Dialog官網(wǎng)可以獲得軟件開發(fā)套件、Smart Snippets? Studio 、完整的文檔、廣泛的軟件示例和教程。詳情可以登錄 https://www.dialog-semiconductor.com/products/da1469x-product-family了解。

他最后強(qiáng)調(diào)，DA1469x系列是一款創(chuàng)新的多核無線微控制器產(chǎn)品系列。它是全球首個(gè)具有可擴(kuò)展內(nèi)存的基于ARM Cortex M33? 的無線微控制器?？膳渲玫膮f(xié)議引擎支持最新的藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn)。該系列集成了最先進(jìn)的電源管理單元和獨(dú)特的外設(shè)，可以節(jié)省系統(tǒng)成本和PCB占板空間。同時(shí)提供完整的工具包、支持文件和軟硬件開發(fā)工具。