近日，奉加微電子2021秋季發(fā)布會暨智能家居論壇在上海市浦東新區(qū)保利·One56泰隆銀行成功召開。本次發(fā)布會，奉加微電子帶來了PHY6226、PHY6227以及PHY6218三大新品，并展示了BLE+Zigbee的互補共存。

三大新品，各有千秋

區(qū)別于傳統芯片，應用于物聯網領域的芯片角色更細分，功能更加靈活，除了需要打通物與物之間的連接通道，還需要具備低功耗和抗干擾等能力。

為了應對各種各樣的場景需求，奉加微電子CTO張剛指出，物聯網芯片需要從多協議支持、超低功耗、算力提升和系統集成SiP四個維度做突破。

據全球移動通信系統協會（GSMA）預測，2025年全球物聯網設備（包括蜂窩及非蜂窩）聯網數量將達到約246億個，實現真正的萬物互聯。而在這其中，協議的復雜性對于物聯網芯片部署是一大挑戰(zhàn)，比如2.4GHz頻段內就有BLE、ZigBee以及Wi-Fi這幾種。

張剛在此環(huán)節(jié)特別提到了Matter。2021年5月份，Zigbee聯盟宣布更名為“CSA”（連接標準聯盟），同時發(fā)布新品牌Matter。張剛表示，Matter的出現并不是為了取代Zigbee 3.0，而是在Zigbee、BLE、Z-Wave、Wi-Fi協議上構建一個更高層級的協議，幫助應用端更好地實現互聯互通。

根據張剛的介紹，超低功耗特性不僅是為了延長物聯網終端的使用壽命，也是構建“無電池”物聯網應用的必要一環(huán)。通過超低功耗、喚醒機制和能量收集，能夠在偏遠地區(qū)和惡劣環(huán)境下構建“無源”的物聯網應用。

算力提升讓物聯網芯片能夠支持更多樣化的場景，有望從終端側發(fā)動新一輪的信息變革。

對于系統集成SiP，張剛介紹說，這樣的方式能夠讓芯片突破摩爾定律的限制，通過并排和疊加等封裝方式，將芯片、存儲、RLC和傳感器部署在一個封裝中，讓芯片具備更強大的性能表現。

PHY6226、PHY6227以及PHY6218三大新品在性能參數上很好地詮釋了張剛的說法。

在多協議支持方面，PHY6226、PHY6227支持ZigBee3.0、Matter和奉加微電子私有2.4G協議；PHY6218則支持BLE 5.2、ZigBee3.0、SIG-Mesh、Matter和奉加微電子私有2.4G協議。

在低功耗方面，PHY6226和PHY6227都是采用超低功耗的芯片設計，采用高效率片上電源管理、低功耗射頻前端、低功耗時鐘產生架構、振蕩器快速啟動技術等電路技術，實現最低的峰值、平均和休眠功耗，保證常規(guī)200mAH的紐扣電池供電狀態(tài)下能夠持續(xù)工作五年以上。

PHY6226和PHY6227具體的能耗表現如下：

• 0.3μA @ OFF Mode(IO wake up only)
• 1μA @ Sleep Mode with 32KHz RTC
• 13uA @ Sleep Mode with 32KHz RTC and all SRAM retention
• Receive mode: 4mA @3.3V power supply
• Transmit mode: 4.6mA(0dBm output power) @3.3V power supply
• MCU: <60uA/MHz

PHY6218則是采用低功耗設計，但常規(guī)200mAH的紐扣電池供電狀態(tài)下同樣能夠持續(xù)工作五年以上。

在算力方面，PHY6218搭載了更強大的浮點CPU，能夠支持高清顯示功能。PHY6226和PHY6227則分別搭載了32-bit ARM?Cortex?-M0處理器和阿里平頭哥玄鐵CK802處理器，專為智能家居和組網領域設計。

最后講到系統集成，PHY6226、PHY6227以及PHY6218三款新品都是系統級芯片，集成了超低功耗的高性能多模射頻收發(fā)機、處理器和可選擇的存儲配置。豐富的配置讓三款新品都能夠適用于物聯網中的多場景，包括智能穿戴設備、智能家居、智能照明、智能電表、自拍器、防丟器、遙控器、手機外設、電子價簽、BLE信標、醫(yī)療健康、智能樓宇、智慧工業(yè)。

從BLE+Zigbee到2.4GHz多協議

本次發(fā)布會上，奉加微電子軟件部VP楊中奇發(fā)表了《IoT多協議方案技術分享》的主題演講，主要分享了BLE和ZigBee的技術對比，以及兩者的共存模式探討。
在過去，人們在探討物聯網演進路徑的時候，ZigBee可謂是BLE最大的競爭對手之一。自從ZigBee聯盟制定了ZigBee這一通信規(guī)范之后，憑借著低復雜度、自組織、低功耗等特性，ZigBee在家庭和工業(yè)自動化等自動控制領域和BLE形成了激烈的競爭。

雖然ZigBee和BLE的Mesh網絡都是雙向協議，但前者的靈敏度更高。那么，BLE就真的一無是處了嗎？當然不是。楊中奇指出，BLE的第一個優(yōu)勢是其可以和移動設備（手機、PC和pad）直接連接；BLE的第二優(yōu)勢是能夠提供更多的PHY，具備高速率、遠距離的能力；BLE的第三個優(yōu)勢是擴展廣播的想象空間很大；BLE第四個優(yōu)勢是具備OTA能力。

因此，楊中奇認為，如果能夠將更靈敏、Mesh網絡成熟度更高的ZigBee和高速、廣泛存在的BLE進行融合，能夠產生1+1＞2的效果。

在ZigBee和BLE共存模式探討部分，楊中奇講到，單芯片同時支持ZigBee和BLE兩種協議，能夠減少硬件BOM成本；ZigBee+BLE能夠簡化ZigBee網絡配置和設置問題，通過BLE和移動設備連接，方便操作；并可以通過BLE高速率給ZigBee節(jié)點進行OTA升級。

通過PHY6218這款新品能夠切實地感受到，奉加微電子在積極地推動ZigBee和BLE的融合。該芯片發(fā)射機最大發(fā)射功率達到10dBm；BLE 1Mbps速率下接收機靈敏度達到-97dBm，鏈路射頻預算107dB@1Mbps；ZigBee 3.0 250Kbps速率下接收靈敏度-100dBm；0dBm時收發(fā)功耗6.7/6.7mA（TX/RX）。此外創(chuàng)新了無需調制系數估計的相干解調（Coherent Demodulation），提供3dB的解調增益，將通信距離和抗干擾能力提高了數倍。

楊中奇表示，奉加微電子已經具備了BLE+ZigBee全棧的自主研發(fā)能力，從射頻、基帶算法、通信協議棧都有10多年的經驗積累。后續(xù)，奉加微電子將進一步深化自己在2.4GHz頻段的技術實力，支持更多的2.4GHz協議，打造場景更加豐富的萬物互聯。