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 testuali alla trasmissione video e lo scenario della trasmissione si è esteso da persone a persone, da persone a cose e all'Internet of Things .

Con le crescenti esigenze di trasmissione dei dati in dispositivi indossabili, servizi di localizzazione, casa intelligente , Internet delle cose industriale e altri scenari, come per i dispositivi di connessione wireless , quando si garantisce il loro funzionamento a lungo termine e la trasmissione stabile dei dati, riducendo il consumo energetico tanto quanto possibile è diventata una domanda urgente nel mercato. Non importa nel campo dell'elettronica di consumo tradizionale o del business industriale, Bluetooth svolge un ruolo molto importante nella trasmissione wireless. Il Bluetooth classico era il principale metodo di comunicazione audio 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 dell'elevato consumo energetico dei dispositivi connessi wireless. La tecnologia a basso consumo ha fatto crescere il mercato del 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 un attacco preventivo

Poco dopo l'emergere della tecnologia Bluetooth Low Energy 4.0 , i primi prodotti di punta di TI che supportano Bluetooth 4.0, CC2540 e CC2541, sono stati rapidamente lanciati. Con i vantaggi di un forte supporto tecnico, un facile sviluppo e una bassa soglia di ricerca e sviluppo, hanno rapidamente conquistato il mercato Bluetooth Low Energy e occupato una quota di mercato molto elevata. CC2540, CC2541 adottano 8051 core, 256 KB Flash, la potenza di calcolo di base può 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 estremamente ridotte. Nel 2013, ha lanciato il chip DA14580, che ha rapidamente promosso l'implementazione della gestione della salute --- applicazioni per braccialetti e ha conquistato un'ampia quota del mercato dei braccialetti.

DA14580 adotta un core ARM Cortex-M0 a 32 bit da 16 MHz, con 84 KB di ROM e 50 KB di RAM. Può supportare funzioni comuni come la registrazione dei passi e il cronometraggio utilizzato nel braccialetto. La ROM OTP interna ha capacità programmabili una tantum ed è adatta per applicazioni che richiedono una certa flessibilità e basso costo, in particolare il braccialetto elettronico del prodotto, 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 contenitore più piccolo al 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 più limitato. La tecnologia Bluetooth Low Energy fa sì che il braccialetto abbia una buona durata della batteria. Con lo stesso alimentatore DC-DC, sono necessari meno circuiti periferici e il costo si riduce di conseguenza. DA14580 ha rapidamente occupato metà del mercato dei braccialetti.

L'nRF51822 lanciato da Nordic nel 2012 supporta BLE 4.0, utilizza il core ARM Cortex M0, integra 256 KB di Flash e 16 KB di 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 - braccialetto Codoon, il primo dispositivo indossabile portatile sviluppato da Baidu. Il codice e il diagramma schematico dell'hardware sono completamente open source, il che attira 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 chiamata "Il primo anno di BLE4.0", TI ha assunto un ruolo guida nel rilascio di CC2540 e CC2541 per conquistare la maggior parte del mercato BLE e Dialog ha rapidamente conquistato il mercato dei braccialetti con il suo bassissimo consumo energetico. Le prestazioni del chip BLE di Nordic sono state 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 CC2640chip che supporta BLE4.2 e ha introdotto per la prima volta la piattaforma di microcontroller SimpleLink, fornendo una varietà di serie di prodotti MCU ARM® cablati e wireless in un unico ambiente di sviluppo software, fornendo opzioni hardware, software e strumenti flessibili per applicazioni IoT e 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 controller 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, il Flash da 128 KB è troppo piccolo per sviluppare applicazioni più complesse, CC2640 ha sostanzialmente perso il mercato dei braccialetti.

L'nRF52832 utilizza un core ARM Cortex M4F con aritmetica in virgola mobile, 512 KB di flash, 64 KB di RAM 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 del Bluetooth 5.0 sono notevolmente migliorate rispetto al Bluetooth 4.2. L'introduzione di nRF52832 ha completamente sconvolto il modello del mercato Bluetooth. Nordic ha stabilito la posizione dominante del mercato Bluetooth con nRF52832.

TI non è stata in grado di sviluppare un chip paragonabile a nRF52832 in breve tempo. Sulla base di CC2640, CC2640R2F è stato rapidamente rilasciato 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. E rapidamente, TI ha lanciato CC2640R2F in risposta al chip Nordic nRF52832 per occupare il mercato, mentre Dialog continua a lavorare sodo nel mercato dei braccialetti.

La concorrenza del SoC BLE diventa più agguerrita

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

Nordic ha introdotto il prodotto di punta nRF52840 che supporta completamente 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 più complessi e requisiti di potenza di calcolo e continuare a consolidare la sua posizione nel mercato dei chip Bluetooth.

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 impadronirsi della quota del mercato di fascia bassa.

Dialogo

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

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

Alte prestazioni. TI ha lanciato i chip multiprotocollo CC1352, CC2652 per la 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 la convenienza.

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

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