La storia dello sviluppo del chip BLE Sep 15, 2021
Entro la fine del 2019, 4,54 miliardi di persone in tutto il mondo hanno accesso a Internet, pari a quasi il 60% della popolazione mondiale. Con lo sviluppo della tecnologia dell'informazione su Internet, sempre più persone comunicano attraverso terminali intelligenti . Le esigenze dell'utente per la trasmissione in rete continuano ad aumentare. Il contenuto della trasmissione delle informazioni si è evoluto dall'immagine originale e dalle informazioni di testo alla trasmissione video e lo scenario della trasmissione si è ampliato da persone a persone, da persone a cose e al Internet delle cose.

Con le crescenti esigenze di trasmissione datiin dispositivi indossabili, servizi di localizzazione, casa intelligente, Internet delle cose industriale e altri scenari, come per il connessione senza fili dispositivi, nel garantire il loro funzionamento a lungo termine e la trasmissione stabile dei dati, ridurre il più possibile il consumo di energia è diventata una richiesta urgente nel mercato.Non importa nel campo del consumatore tradizionale elettronicaor attività industriale , Il Bluetooth svolge un ruolo molto importante nella trasmissione wireless. Il Bluetooth classico era il principale metodo di comunicazione wireless a corto raggio all'epoca. Tuttavia, a causa dell'elevato consumo energetico dei classici auricolari, altoparlanti e altri dispositivi Bluetooth, l'applicazione della tecnologia Bluetooth presenta grandi limiti.


Nel 2010, l'emergere di BLE4.0, una tecnologia Bluetooth a bassa potenza, ha risolto il problema del consumo ad alta potenza dei dispositivi connessi senza fili. La tecnologia a bassa potenza ha fatto crescere follemente il mercato Bluetooth e vari produttori di chip Bluetooth competono tra loro per lanciare i propri chip Bluetooth a bassa potenza, rendendo il mercato dei chip Bluetooth una situazione di prosperità.


Quanto segue introduce principalmente la storia dello sviluppo di tre produttori di chip BLE: Texas Instruments (TI), Nordic Semiconductor e Dialog.


Il primo anno di BLE 4.0 TI ha dato uno sciopero preventivo
Poco dopo l'emergere della tecnologia Bluetooth Low Energy 4.0, sono stati rapidamente lanciati i primi prodotti di punta di TI che supportano Bluetooth 4.0, CC2540 e CC2541. Con i vantaggi di un forte supporto tecnico, facile sviluppo e bassa soglia di R&D, hanno rapidamente conquistato il mercato Bluetooth Low Energy e hanno occupato una quota di mercato molto elevata. CC2540, CC2541 adotta 8051 core, 256 KB Flash, il core computing powerpuò realizzare la trasmissione trasparente dei dati, il controllo della luce PWM e altre funzioni.

La società Dialog si concentra su un consumo energetico estremamente basso e su chip di dimensioni ultra ridotte. Nel 2013, ha lanciato il chip DA14580, che ha rapidamente promosso l'implementazione di applicazioni per la gestione della salute e ha conquistato un'ampia quota del mercato dei braccialetti.


DA14580 adotta core ARM Cortex-M0 a 16 MHz a 32 bit, con ROM da 84 KB e RAM da 50 KB. Può supportare funzioni comuni come la registrazione dei passi e la temporizzazione utilizzata nel braccialetto. La ROM OTP interna ha una capacità programmabile una tantum ed è adatta per applicazioni che richiedono una certa flessibilità e basso costo, in particolare il braccialetto del prodotto elettronico, che viene continuamente rinnovato e necessita di una rapida produzione di massa.

Quando è stato lanciato DA14580, ha creato tre primati mondiali: il consumo energetico più basso al mondo, il pacchetto più piccolo del mondo e il primo BLE SOC integrato con il circuito Balun. Queste caratteristiche rendono DA14580 facile da promuovere nel mercato dei braccialetti. Con una potenza di calcolo sufficiente e il pacchetto più piccolo, può essere facilmente inserito nel braccialetto, in modo che la tecnologia Bluetooth possa essere utilizzata nel braccialetto con spazio limitato. La tecnologia Bluetooth Low Energy fa sì che il braccialetto abbia una buona durata della batteria. Con lo stesso alimentatore CC-CC, sono necessari meno circuiti periferici e il costo viene ridotto di conseguenza. DA14580 ha rapidamente occupato la metà del mercato dei braccialetti.


Il nRF51822 lanciato da Nordic nel 2012 supporta BLE 4.0, utilizza il core ARM Cortex M0, integra 256 KB Flash e 16 KB RAM. Anche il nRF51822 di Nordic si comporta bene nel mercato dei braccialetti. A quel tempo, nRF51822 è stato utilizzato per sviluppare il braccialetto in Cina, il più rappresentativo dei quali era il braccialetto Baidu - Bracciale Codoon, il primo dispositivo indossabile portatile sviluppato da Baidu. Il codice e il diagramma schematico dell'hardware sono completamente open source, il che attrae un gran numero di sviluppatori per lo sviluppo e il debug. Per il mercato a basso costo, Nordic ha successivamente lanciato un nRF51802 sensibile ai costi rispetto a nRF51822.


Nell'era denominata "Il primo anno di BLE4.0", TI ha assunto l'iniziativa di rilasciare CC2540 e CC2541 per conquistare la maggior parte del mercato BLE e Dialog ha rapidamente conquistato il mercato dei braccialetti con il suo consumo energetico estremamente basso. Le prestazioni del chip BLE di Nordic erano mediocri.


Il primo anno di BLE 4.2 Nordic è diventato l'asso nella manica


Nel 2014 è stato rilasciato Bluetooth 4.2, che non solo migliora la velocità di trasmissione di 2,5 volte, ma ha anche una maggiore privacy e può connettersi alla rete tramite IPv6. Nel 2015, TI ha lanciato CC2640 chip che supporta BLE4.2 e ha introdotto per la prima volta la piattaforma di microcontrollori SimpleLink, fornendo una varietà di serie di prodotti ARM® MCU cablati e wireless in un unico ambiente di sviluppo software, fornendo opzioni flessibili di hardware, software e strumenti per IoT e applicazioni automobilistiche e stabilire nuovi standard per gli sviluppatori. Il chip CC2640 utilizza un core ARM Cortex M3 + core M0. Il core M0 viene utilizzato come chip di controllo del sensore. Il controller del sensore preelabora i dati raccolti e i dati che superano il valore di soglia preimpostato indeboliranno la CPU principale per l'elaborazione, in modo da ridurre il più possibile il consumo energetico della CPU principale, riducendo così il consumo energetico complessivo di CC2640. Tuttavia, la Flash da 128 KB è troppo piccola per sviluppare applicazioni più complesse, CC2640 ha praticamente perso il mercato dei braccialetti.


Al momento, nessun produttore ha sviluppato un core ARM Cortex M4F, Flash di grande capacità, chip RAM nel mercato dei chip Bluetooth. In un giorno di febbraio 2016, Nordic ha lanciato il nRF52832 patata fritta.
L'nRF52832 utilizza un core ARM Cortex M4F con aritmetica in virgola mobile, Flash da 512 KB, RAM da 64 KB e le prestazioni del core e la capacità di memoria aumentano in modo esponenziale. nRF52832 è anche il primo chip BLE al mondo che supporta parti delle funzioni Bluetooth 5.0. La velocità di comunicazione e la portata di Bluetooth 5.0 sono notevolmente migliorate rispetto a Bluetooth 4.2. L'introduzione di nRF52832 ha completamente sconvolto il modello del mercato Bluetooth. Nordic ha stabilito la posizione dominante nel mercato Bluetooth con nRF52832.

Produttore

Patata fritta

Nucleo

Veloce

RAM

TI

nRF52832

BRACCIO Cortex M4F

512 KB

64 KB

nordico

CC2640R2F

BRACCIO Cortex M3

128 KB

20 KB

Dialogo

DA14681

BRACCIO Corteccia M0

144 KB


TI non è stata in grado di sviluppare un chip paragonabile a nRF52832 in breve tempo. Sulla base di CC2640, CC2640R2F è stato rilasciato rapidamente alla fine del 2016, supportando parti delle funzioni Bluetooth 5.0 e rispondendo al lancio del chip nRF52832 di Nordic. Il costo di CC2640R2F non è molto diverso da quello di CC2640, ma è ovvio che CC2640R2F non può competere con nRF52832.


Nel primo anno di BLE4.2, Nordic ha ottenuto un contrattacco con nRF52832 e ha stabilito la sua posizione dominante. TI ha lanciato rapidamente CC2640R2F in risposta al chip Nordic nRF52832 per conquistare il mercato, mentre Dialog continua a lavorare sodo nel mercato dei braccialetti.


La concorrenza di BLE SoC diventa incandescente


Da allora, la concorrenza dei principali produttori di chip nel SoC BLE è entrata nel vivo. Nel 2018, TI ha lanciato CC2642, ha aggiornato il core a ARM Cortex M4F, ha supportato il Bluetooth 5.0 completo con flash da 352 KB e ROM da 256 KB e ha aggiornato i parametri di prestazione del chip BLE. TI ha continuato a migliorare e perfezionare la piattaforma SimpleLink.


Nordic ha introdotto il prodotto di punta nRF52840 che supporta pienamente la funzione Bluetooth 5.0. Utilizza 1 MB di flash e 256 KB di RAM e i suoi parametri prestazionali sono ulteriormente migliorati, in grado di soddisfare scenari applicativi e requisiti di potenza di calcolo più complessi e continuare a consolidare la sua posizione nel mercato dei chip Bluetooth.
La strategia di Dialog per il consumo energetico ultra basso rimane invariata. Per il mercato dei braccialetti sono stati introdotti DA14681 e altri chip. Il mercato dei braccialetti intelligenti si sta sviluppando rapidamente. Il volume di spedizione della Mi band3 di Xiaomi ha superato i 10 milioni solo nel 2018. In futuro, la domanda per il business dei braccialetti intelligenti sarà ulteriormente ampliata e verranno progettate applicazioni speciali per diversi settori. Ad esempio, la domanda di pensione intelligente, medico intelligente e altri scenari si sollevano. e la domanda di chip che supportano funzioni più complesse crescerà in futuro.



BLE SoC altamente raffinato per i requisiti

Pur migliorando i parametri prestazionali dei chip, i principali produttori di chip Bluetooth hanno iniziato a migliorare e perfezionare la linea di prodotti per le diverse esigenze di posizionamento del prodotto. La tendenza del mercato Bluetooth è leggermente cambiata. Pur soddisfacendo le applicazioni del mercato di fascia alta, i produttori hanno anche iniziato a conquistare la quota del mercato di fascia bassa.


Dialogo

Alte prestazioni. Nel febbraio 2019, Dialog ha lanciato l'ultima serie DA1469x di chip SoC BLE ad alte prestazioni, che utilizza tre core di elaborazione per essere responsabile del rilevamento, dell'elaborazione dei dati e della comunicazione. Il micro DSP programmabile è responsabile della comunicazione del sensore indipendente e della gestione dei dati, Cortex-M33 elabora i dati e Cortex-M0+ è responsabile della comunicazione wireless. DA1469x supporta l'ultimo standard Bluetooth 5.1. In futuro, può anche sviluppare la funzione di posizionamento indoor per aiutare la società di dialogo a continuare a esplorare il mercato di fascia alta del braccialetto.


Basso costo. D'altra parte, Dialog ha lanciato un chip DA14531 a basso costo, che coglie ulteriormente la quota di mercato dei braccialetti di fascia bassa.

nordico

Alte prestazioni. Il 14 novembre 2019, Nordic ha annunciato il lancio del primo membro della serie di chip nRF53 di prossima generazione: nRF5340 di fascia alta multiprotocollo SoC, progettato con processore dual-core ARM Cortex-M33, con 1 MB di Flash, 512 KB di RAM, per soddisfare le esigenze di scenari applicativi funzionali complessi.


Basso costo. In termini di chip a basso costo, Nordic ha introdotto nRF52805 con core ARM Cortex-M4, 48 KB di RAM e 192 KB di ROM. Allo stesso tempo, al raggiungimento della potenza di calcolo di base, il costo del chip viene ridotto e la visione degli utenti a basso costo viene rapidamente attratta. Ad esempio, in mouse senza fili soluzione, il mouse wireless utilizza nRF52805 e il ricetrasmettitore utilizza nRF24L01. Questa combinazione offre prestazioni elevate e soddisfa le funzioni di base del mouse wireless. Allo stesso tempo, l'elevato vantaggio economico rende questo tipo di mercato con esigenze specifiche più selezionato. Nordic continua a migliorare la sua linea di prodotti e i prodotti di fascia alta e di fascia bassa vanno avanti insieme.

TI

Alte prestazioni. TI lanciato CC1352, CC2652 chip multiprotocollo per casa intelligente.


Basso costo. In termini di chip a basso costo, TI ha lanciato il CC2640L per fornire più opzioni per gli utenti che perseguono l'efficienza in termini di costi.


Dal momento in cui i chip BLE non erano popolari sul mercato ad oggi, quando i prodotti dei chip sono suddivisi in ogni richiesta di applicazione funzionale, ci sono diversi produttori nel mercato dei chip BLE e ognuno ha le proprie caratteristiche. Finora, la quota di mercato Bluetooth è Nordic, Dialog e TI. Fatta eccezione per queste tre società, ST e Silicon Labs hanno una piccola quota di mercato a causa del loro ingresso tardivo nel mercato BLE.


Le chips cinesi hanno accumulato molto e stanno recuperando terreno


Nell'ondata di aggiornamento dei chip, non si stanno sviluppando solo produttori stranieri, ma anche i produttori di chip nazionali stanno esplodendo. Dall'istituzione del fondo di sostegno dell'industria dei chip del governo a livello di 100 miliardi nel 2014, sono state introdotte politiche preferenziali per i chip e il numero di imprese di chip è aumentato. Entro il 2016, il numero di imprese di progettazione di chip è raddoppiato rispetto al 2014, raggiungendo più di 1.300. Il divario tra chip nazionali e chip esteri è ancora molto ampio. Ci sono ancora molti problemi, come la carenza di talenti, il basso margine di profitto e l'evidente divario in più collegamenti del settore. Ma i chip domestici stanno recuperando terreno. In alcuni scenari applicativi specifici, patatine domestiche sono stati in grado di soddisfare pienamente le esigenze applicative e sostituire i chip estranei.



Vale la pena ricordare che i chip domestici introdotti da ASR hanno superato la prova del mercato in termini di prestazioni, stabilità e maturità. I chip nazionali stanno raggiungendo i chip stranieri e stanno guadagnando il riconoscimento del mercato. Il mercato dei chip non è più solo all'estero. In futuro, nella scelta dei chip Bluetooth, potremo prestare maggiore attenzione ai chip Bluetooth domestici.
Commenti
Lascia qui i tuoi commenti

Lasciate un messaggio

Lasciate un messaggio
Se sei interessato ai nostri prodotti e vuoi conoscere maggiori dettagli, lascia un messaggio qui, ti risponderemo il prima possibile.

Casa

Prodotto

skype

whatsapp