多核+BLE 5.1,如何评价Dialog最新发布的无线MCU DA1469x?(视频演示)

——兼评给安防、新零售、物流行业带来新体验的蓝牙5.1

根据调研机构Gartner 2018年的预测,从2017年到2021年,蓝牙低功耗应用包括IOT和汽车市场的GAGR(复合年均增长率)将达到17%。这将带来巨大的市场发展机遇。而对于Dialog来说,蓝牙低功耗应用、计算和存储、移动是其未来发展的三大主要方向。据了解,作为全球领先的蓝牙芯片厂商,Dialog的蓝牙低功耗SOC已经出货2.5亿套,年增长率超过50%。

详解Dialog蓝牙低功耗SOC产品线

2019年2月25日,全球领先的无晶圆半导体公司Dialog在北京发布其最先进、功能最丰富的无线连接多核微控制器单元DA1469x。Dialog蓝牙低功耗连接部门业务主管 Mark De Clercq认为,DA1469x将帮助Dialog进一步奠定其在蓝牙低功耗应用领域的市场领导地位。

DA1469x子板,具有多达4个天线和RF天线开关。图中左为AOA接收器开发套件,右为AOA发射器开发套件。

在媒体发布会现场,Dialog蓝牙低功耗连接部门业务主管 Mark De Clercq也为媒体演示了DA1469x基于蓝牙5.1标准的两个新特性:通过AOA和AOD实现寻向功能,以及通过蓝牙低功耗传输Hi-Fi音频。

(视频演示)

Dialog蓝牙低功耗连接部门业务主管 Mark De Clercq

Dialog半导体公司高级副总裁兼连接技术业务部总经理Sean McGrath表示:“今天消费者对连网设备的需求随着每个新产品周期都在不断提高。我们的SmartBond™无线微控制器在市场上被认为不仅可以满足当今用户的需求,还能预测市场的发展方向,并为我们的客户在其下一个产品周期提供发展机会。与之前的产品相比,DA1469x系列的处理能力提高了一倍、可用资源增加了四倍、电池续航能力增加了一倍,成为迄今为止我们开发的最先进、功能最丰富的蓝牙产品之一。”

据介绍,Dialog的蓝牙低功耗SOC主要分为两个系列:DA145xx系列和DA146XX系列。其中DA145XX主要针对最低端市场,采用最小的尺寸以及最低的系统成本。其中DA14580支持蓝牙4.2标准,DA14585支持蓝牙5.0标准。

一句话了解DA1469X

DA1469X是创新的多核无线MCU产品系列,也是兽哥具有可扩展内存的基于ARM Cortex M33内核的无线MCU。支持最新的蓝牙5.1标准,集成了先进电源管理单元和独特的外设,可节省PCB占板空间和系统成本,提供方便使用的软件和完整工具包,目前已量产供货。

如何评价DA1469X?全球最先进的无线MCU

DA146XX的定位则更为高端,相比DA145XX提供可扩展的处理能力以及内存,同时可实现丰富的外设组合以及卓越的安全性。此次发布的DA1469X就属于DA146XX系列,其最大的特性是“多核+蓝牙BLE5.1”,此外先进的内置电源管理单元和模拟、数字外设的独特结合也是其关键特性。

首先来看多核。SmartBond DA1469x的多核处理建立在Dialog SmartBond产品线的成功基础之上,结合了三颗新的内核,提供更高的处理能力、更多资源、更大的覆盖范围和更长的电池续航能力,有助于开发人员进一步拓展广泛的连网消费类应用。通过ARM cortex M33来实现复杂的应用和算法处理,此外在通信方面基于Cortex M0。ARM M33是M系列最新的产品,具备更优的处理能力和信号。M33应用处理器和M0+协议引擎配备了传感器节点控制器(SNC),该SNC基于可编程微型DSP,可自主运行并独立处理来自与其数字和模拟接口相连的传感器的数据,只在需要时唤醒应用处理器。

据介绍,DA1469x是Dialog第一个基于ARM Cortex M-33处理器的量产无线MCU,为高端健身追踪器、先进智能家居设备和虚拟现实游戏控制器等应用提供了更大的处理能力。为了增强传感功能,该系列采用了传感器节点控制器(SNC),它可以自动运行,并独立处理来自与其接口相连的传感器的数据。

DA1469x是该产品系列的简称,它实际上分为DA14691、DA14695、DA14697、DA14699多个产品型号,分别针对通用MCU以及特定应用。

2016年10月份ARM发布两款ARMv8-M架构的新处理器Cortex-M23/33,目前除了Dialog外,包括ST、NXP都推出了采用Cortex-M33的产品。为什么Dialog采用Cortex-M33和Cortex-M0+的内核,而非Cotex-M23的内核呢?Mark De Clercq表示,首先是因为Dialog针对M0+已经设计的差不多了。另外,通过对比M0+和M23两个内核,Dialog认为这两款IP的差别不足以重新进行产品定义。

Mark De Clercq表示,跟TI、ST等竞争对手相比,这颗MCU是高度集成的产品,有先进的模拟单元。由于1469X是真正的单芯片解决方案,高度集成,所以终端应用的开发非常简单。可以减少客户的系统成本和应用空间。可以节省超过1美元的BOM成本,以及38mm²的PCB空间。

这款MCU还有丰富的用户界面,还有内置的背光和白光LED驱动。在触摸控制方面,有内置的手表运动电机驱动器。音频方面支持两路音频的输入和输出。关于屏幕应用,还内置触觉反馈,开发人员可以利用DA1469x系列全面的计算能力和功能。该SoC系列提供高达144 DMIPS、512 kBytes RAM、内存保护、浮点单元、专用加密引擎等,提供端到端的安全性和可扩展的存储器,确保可以利用该芯片组系列实现广泛的先进智能设备应用,并支持一系列关键的增值接口,进一步拓展功能。

PMU还提供3个稳压电源轨和1个LDO输出,为外部系统元件供电,无需额外的电源管理IC(PMIC)。此外,DA1469x产品系列还配备了一系列关键的增值接口,包括显示驱动器、音频接口、USB、高精度ADC、能驱动ERM和LRA电机的触觉控制驱动器、以及可编程步进电机控制器。

由于IOT应用对于安全的要求很高。Dialog花了大量的经历来研发安全IP。

首先在闪存控制器中确保IP的安全,保障用户的数据安全。Cortex-M33不支持物理攻击,如何防范这种漏洞?为了阻止物理攻击,安全密钥是独立在封闭的电路空间中,是无法从串行的电路板访问。有些应用是不需要外部的安全元件,但是银行级的应用可以增加更多的安全元件。

DA1469x系列采用了最先进的电源管理单元,其利用了行业最佳的电源管理技术,控制不同的处理内核,只在需要的时候开启它们,同时取消了对额外PMIC的需求,从而缩小系统整体尺寸。

为了让客户更好使用1469X来开发产品,Dialog也提供软件开发套件。使用DA1469x产品系列的开发人员可以利用Dialog的软件开发套件SmartSnippets™,为其提供在该新MCU上开发业内最佳应用所需的工具。DA1469x多个型号将于2019年上半年开始量产。

蓝牙5.1特性将如何改变安防、新零售、物流等行业?

回头再来看看另一大特性蓝牙5.1。作为蓝牙联盟最新的技术标准,蓝牙5.1代表了未来无线连接发展的技术方向,并将深入的改变安防、新零售、物流、消费电子等多个领域。

通过到达角度(AOA)和离开角度(AOD)定位的方式,蓝牙5.1可实现厘米级的室内定位、物品追踪、门禁、无钥开锁等芯的应用。

小贴士:AOA和AOD科普

A0A角度测量

在实时定位系统中的标签,具有以阵列排列的多个蓝牙天线(至少双天线)组成的信号接收设备,接收单天线蓝牙设备的广播信号,当传输的信号穿过阵列天线的时候,由于与阵列排列的每个天线的距离不同,会产生相位差,基于捕获的IQ样本数据,接收设备就可以计算相对的信号方向。AOA测向技术也成了众多整车厂的车联网战略中非常重要的应用技术,尤其是新能源汽车的车联网整合,更是未来汽车产业发展的重中之重,一旦攻克了AOA测向技术,手机无钥匙进入和无钥匙启动的体验一定迈向新的台阶。

AOD角度测量

在蓝牙室内定位方案中,同样需要阵列排列的多个蓝牙天线部署在室内(蓝牙信标)。而接收设备则只需单个天线,例如手机。当来自多个蓝牙信标发送多个信号穿过接收设备时,接收设备同样会采集IQ样本数据,再通过计算得出相对的信号方向。AOD测向技术则在室内定位系统中具有举足轻重的地位,有了它,室内导航才真正具有商业化的意义。

蓝牙5.1的室内定位和寻向技术可能会改变目前的安防行业,比如智能门锁。目前的电子门锁无法探测到人的交互,要实现无感通过需要通过摄像头实现人脸识别,但安全性和成本又是一大问题。通过蓝牙5.1就可以实现智能手机接近开锁,判断用户所处位置。凭借世界级的无线电前端性能和可配置协议引擎,DA1469x为楼宇门禁和远程无钥开锁系统等需要精准室内定位的设备开辟了新的机会。

值得一提的是,目前在工业市场,如物流仓储、新零售都要用到厘米级定位技术。目前主流的室内定位技术是UWB近距离定位。UWB技术抗干扰性能强、传输速率高,系统容量大,发送功率非常小。主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。在一些特种行业,对流程的实时性或者对精确定位有着比较高要求的行业,比如监狱定位、工厂定位、足球训练定位、物流叉车定位等等UWB的应用很多。相比UWB,蓝牙5.1的定位能力大大增强,还增加了方向测量功能,目前直接剑指高精度定位市场,在未来的新零售、大型公共区域商用前景巨大。新技术有许多用途,例如追踪可能丢失或已经丢失的物品,引导访客到博物馆中的特定部分等等。蓝牙技术联盟表示,该技术可以为定位服务提供厘米级的精确度,这将使其成为室内导航的良好解决方案。

当然蓝牙5.1和UWB都面临WIFI、RFID等技术的竞争。

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由于支持最新的BLE 5.1标准,DA1469x可实现直接无线传输Hi Fi音频,并可实现一对多广播,实现信标查找。

除了无线耳机、扬声器、车内音响之外,在目前市场最火热的TWS蓝牙耳机市场,包括一般支持一拖二和双边通话,通过新型通讯方式来避开苹果双通专利。采用蓝牙5.1芯片后,有希望在TWS上实现高保真的Hifi级音质传输。对于提升TWS蓝牙耳机的用户体验将成为重要一步。

据了解,目前包括Airoha络达、AppoTech卓荣、Actions炬芯、BES恒玄、Broadcom博通、Cypress赛普拉斯、REALTEK瑞昱、高通等芯片厂商都已经加入TWS无线蓝牙方案的战局,相信DA1469x也将在该市场绽放光彩。

 

采用DA14697实现的运动手表应用案例

那么在哪里可以买到呢?

相信看到这里,不少读者都有所疑问了,到底在哪里可以买到呢?根据芯扒客小编的了解,目前DA14691/5/7/8产品系列都已经开始量产了。可以通过Dialog的经销商伙伴获得DA1469X系列的样品,以及专业版和USB dongle开发套件。同时也可以通过Dialog官网获得软件开发套件以及完整的文档支持,还有大量的软件示例和教程。

今年Dialog还将前往全球多个城市,开展首届SmartBond™无线微控制器技术巡回研讨会。该系列研讨会将针对所有SmartBond™产品系列提供信息介绍和实践培训,包括该最新的DA1469x系列。

此外,Dialog的合作伙伴还提供DA14691的模块,该模块计划在2019年Q2量产。

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