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优质厂商撑起无线MCU国产化之路

2021年12月13日

电子发烧友网报道(文/李宁远)上两期中我们已经见识到了国外各个大厂在无线MCU上内卷得有多厉害了。为了在物联网生态,尤其是生态连接上占得上风,每一家无线MCU产品都竭尽全力在各个维度做到别具一格。功耗,集成度,RF性能以及价格等等,每个方面都做到了极致。


那么国产无线MCU又是如何呢?在无线MCU行业竞争如此激烈的情况下,国产无线MCU也没有落下脚步,不少国内企业都在无线MCU产品上做出了不错的成绩。其产品质量也当属上乘。本期我们将目光转回国内,看看在这条赛道上国产无线MCU又有着哪些不错的产品。




南京沁恒微电子是一家通讯接口芯片和全栈MCU芯片公司,专注于连接技术和MCU内核研究。旗下的CH579是集成BLE无线通讯的ARM内核32位MCU。MCU片上集成了低功耗蓝牙BLE通讯模块、以太网控制器及收发器、段式LCD驱动模块、ADC、触摸按键检测模块、RTC等丰富的外设资源。


(图源:沁恒)


CH579采用了无线MCU市场里内核占比最高的M0内核,主频最高40MHz,接收灵敏度为-93dBm。CH579内置了32K SRAM和250KB CodeFlash。这个系列有多种低功耗模式,最低只有0.2µA。同时还集成2.4GHz RF收发器和基带及链路控制,因为无需外部电感所以设计被大幅简化。这款无线MCU主要针对蓝牙应用开发,在低功耗上做得很有特色。


灵动想必大家都很熟悉了,作为国产MCU厂商,在MCU领域上的技术积累绝对是名列前茅的。旗下各类MCU也覆盖了很多细分行业,是MCU国产化道路上走在前列的厂商。今天要聊的是灵动MM32W无线MCU系列。该系列下目前有五款MCU。



(图源:灵动)


MM32W系列MCU内置了低功耗蓝牙(BLE)收发器,支持BLE 4.2协议,适用于各类需要无线连接的应用。灵动MM32W系列MCU采用的低功耗蓝牙的工作方式—数据透传,让用户更好地开发蓝牙无线传输产品,而不需要关心内部蓝牙协议栈如何实现。


以M0为内核的32位MCU,最高工作主频可达48MHz,内置高速存储器,丰富的增强型 I/O 端口和多种外设。集成超低功耗的单模蓝牙模块,采用2.4GHz ISM频段的射频频率,2MHz 信道间隔,符合蓝牙规范。该系列的发射功率范围可编程,覆盖-28dBm到+4dBm,同时拥有高达-80dBm的优秀射频链路。而多种省电工作模式也支持了应用需求的低功耗。


以M3为内核的32位MCU最高工作主频可达96MHz,支持从32KB到128KB Flash存储,支持高达8KB RAM存储。以M3为内核的无线MCU除了主频的改变,其他更优异的性能目前还未披露,笔者也会持续关注。可以看到MM32W系列仍然是在蓝牙方向发力突破。






芯海科技旗下的无线MCU产品同样是主攻低功耗蓝牙方向。如下图所示,在无线MCU产品线上有这样几款产品。



(图源:芯海科技)


芯海科技的CST92Fxx系列,基于低功耗蓝牙5.0协议栈,集成度高,低功耗低。该系列同样采用了Cortex-M0内核,拥有512KB Flash,在功耗性能、通信距离和抗干扰性能上实力强劲。CST92Fxx有着1Mbps的传输速率,发射功率范围覆盖-20dBm到+10dBm。最大工作电流为8mA,睡眠模式下电流小于2µA。CST92Fxx系列在众多低功耗蓝牙应用中还是很出色的。


作为国内致力于研发高性能低功耗无线物联网芯片的芯片设计公司,泰凌微电子拥在多模物联网芯片的研发上居于行业前列。


先来看看蓝牙低功耗应用的MCU。TLSR921X,是泰凌高性能超低功耗的无线MCU最新产品,采用了功能强大的32位RISC-V。出色的核心功能以及丰富的外围模块,在高端IoT上应用广泛。



(图源:泰凌)


该系列主频最高96MHz,拥有2.59 DMIPS/MHz,3.54 CoreMark/MHz的强大性能,同时还自带DSP指令集进行浮点运算。作为专攻物联网芯片的公司,旗下产品超高的性能已经初见端倪。


在EDR模式下,电流最大为13mA,在BLE模式下,电流最大为5.5mA。在深度睡眠模式下,电流不超过0.7µA。这个系列对于功耗的把握也十分精准。不同模式下的接收灵敏度有些许差异,在这里列几个(dBm):-92@BR, -92.5@EDR 2Mbps, -86@EDR 3Mbps, -96@BLE 1Mbps, -92.5@BLE 2Mbps。


除了本身性能的优秀,其集成的高性能立体声音频编解码器等外设性能也颇高。仅从采样方面看就集成了24位ADC,信噪比大于96dB,最大采样率高达192kHz。同时其适用于TWS和1+N可听设备的专利技术,可以在所有设备上同步播放并平衡电源。


聚焦于物联网芯片的泰凌,在无线MCU领域有着比别家更高效的协议栈运行效率,对射频灵敏度,输出功率和功耗也做了完美的平衡。



博通集成由来自美国硅谷的技术团队2005年创立于上海张江,现已发展成为国内物联网无线连接芯片领域的知名企业。



旗下的产品很多,我们从通用无线MCU系列来看。这个系列里BK5813颇具代表性。BK5813工作在4.9G到5.85G Hz的频带内,嵌入式数据包处理引擎使其运作流畅且流程简单。



(图源:博通集成)

BK5813突发模式传输高达6Mbps的空气数据速率,适合于需要超低功耗和高数据速率的应用。整个支持数据速率在1 Mbps、4 Mbps和6 Mbps之间,以同时满足应用需要的高数据吞吐量和远距离。在1 Mbps时,灵敏度超低为-93 dBm。其输出功率可变成,最高可达12 dBm。


除了性能上的优异,BK5813还集成了TRX开关和Balun等,大幅降低所需的外部组件,对整个设计流程起到了简化作用。博通集成领先的RF-CMOS集成电路设计能力,结合先进的数字信号处理技术,在IoT无线连接市场上尤为出名。





国内还有不少优质无线MCU厂商,如矩芯集成,极海半导体,巨微集成,炬芯科技等等。这些优质的无线物联网芯片厂商,为无线连接芯片的国产化都起到了关键的作用。本文挂一漏万。