賦能藍(lán)牙和電源管理，Dialog做出無線低功耗MCU

        MCU市場(chǎng)屬于傳統(tǒng)市場(chǎng)，后來者怎樣站穩(wěn)腳跟？Dialog提醒您：道路千萬條，集成第一條。因?yàn)榧煽蓪?shí)現(xiàn)更好的PPM（性能、功耗、面積）。

        近日，在德國(guó)嵌入式世界展覽和大會(huì)（Embedded World Exhibition and Conference）召開前夕，Dialog半導(dǎo)體公司在京舉辦發(fā)布會(huì)，隆重宣布推出無線連接多核MCU——SmartBond? DA1469x藍(lán)牙低功耗SoC系列。

         這是“連接部門”推出的“藍(lán)牙產(chǎn)品”

        眾所周知，Dialog半導(dǎo)體公司是高度集成定制和可配置電源管理、AC/DC電源轉(zhuǎn)換、充電和藍(lán)牙低功耗技術(shù)的供應(yīng)商，現(xiàn)在跨界到MCU領(lǐng)域，必須拿出新招數(shù)？本次發(fā)布的DA1469x，是第一個(gè)采用基于ARM Cortex-M33處理器的量產(chǎn)無線微控制器系列。此外，新芯片還添加了一些Dialog所擅長(zhǎng)的功能，例如該芯片還有先進(jìn)的連接功能，包括支持藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn)中的到達(dá)角度(Angle of Arrival)和離開角度(Angle of Departure)特性，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位；該芯片除了有節(jié)能特性外，其電源管理單元(PMU)還提供3個(gè)穩(wěn)壓電源軌和1個(gè)LDO輸出，為外部系統(tǒng)元件供電，省去了外部的電源管理IC(PMIC)。

        此外，DA1469x產(chǎn)品系列還配備了一系列關(guān)鍵的增值接口，包括顯示驅(qū)動(dòng)器、音頻接口、USB、高精度ADC、能驅(qū)動(dòng)ERM和LRA電機(jī)的觸覺控制驅(qū)動(dòng)器、以及可編程步進(jìn)電機(jī)控制器等。

        新芯片面向通用和專用應(yīng)用。專用型應(yīng)用包括可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)、遙控、游戲控制器、有語音控制的高端機(jī)頂盒遙控等，還包括像使用可充電電池的電子煙、智能家居門鎖和高端玩具等等。

        “與Dialog前代產(chǎn)品相比，DA1469x系列的處理能力提高了1倍、可用資源增加了4倍、電池續(xù)航能力增加了1倍，”Dialog半導(dǎo)體公司低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān)Mark de Clercq稱?！俺蔀槠駷橹笵ialog開發(fā)的最先進(jìn)、功能最豐富的藍(lán)牙產(chǎn)品之一?！?/p>

        請(qǐng)注意，這款MCU是“低功耗連接業(yè)務(wù)部”的菜！并且被稱為是藍(lán)牙產(chǎn)品！是的，不是我們通常所知的嵌入式系統(tǒng)部門的MCU產(chǎn)品。

        據(jù)悉，Dialog業(yè)務(wù)部門主要有三個(gè)：移動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)部、先進(jìn)混合信號(hào)業(yè)務(wù)部以及低功耗連接技術(shù)業(yè)務(wù)部。如下圖，原先的SmartBond是為增強(qiáng)藍(lán)牙低功耗而設(shè)的，是基于Cortex M0這種小型處理器核，而如今，DA1469x可謂更上一層樓，加強(qiáng)了處理能力！

                 如何在PPA上勝出？

        性能如前所述的超高集成度。

        在低功耗方面，DA1469x做了什么？如何實(shí)現(xiàn)納安級(jí)功率控制。方法之一是采用了多核方案。其中，M33主做復(fù)雜的應(yīng)用和算法處理數(shù)據(jù)；M0+核專門處理器超低功耗無線通信（而前代產(chǎn)品是M0核，可見M0+的效能更明顯）；再有，還配備了傳感器節(jié)點(diǎn)控制器(SNC)，該SNC基于可編程微型DSP，可自主運(yùn)行并獨(dú)立處理來自與數(shù)字和模擬接口相連的傳感器的數(shù)據(jù)，特點(diǎn)是只在需要時(shí)喚醒應(yīng)用處理器。

        其次電源管理也很走心。例如有7個(gè)獨(dú)立的電源域鏡像應(yīng)用處理需求，使得只在你需要的時(shí)候、在需要的地方使用電。在匹配應(yīng)用的電源需求方面，按需調(diào)節(jié)電壓和頻率，以匹配應(yīng)用處理要求；有4種電源模式，以匹配應(yīng)用活動(dòng)狀態(tài)。

        再有，電子產(chǎn)品世界的記者注意到，該芯片的制程是55納米ULP（超低功耗制程）工藝，盡管Dialog半導(dǎo)體公司還沒有官宣制造供應(yīng)商，歷史上來說一般是跟臺(tái)積電合作生產(chǎn)。而前代產(chǎn)品是普通的55納米制程。相較而言，目前國(guó)際32位MCU大廠的主流工藝是90納米，最前沿的高主頻產(chǎn)品采用65納米?？梢奃ialog在工藝上規(guī)格之先進(jìn)，不僅使功耗降低，而且die面積也減小。

        在面積/成本的減小/降低方面，最明顯的是高集成度減小了PCB（印制板）面積。當(dāng)然，高集成度也減少了BOM（物料清單），從而降低了成本。

       那么，在降低成本方面，DA1469x還有何高招？電子產(chǎn)品世界記者注意到一個(gè)細(xì)節(jié)，該MCU沒有內(nèi)置閃存(Flash)，而是配備了可外接閃存和RAM的QSPI接口（如下圖）。記得2017年6月，MCU老大N公司推出了跨界處理器，也是因?yàn)闆]有內(nèi)置閃存等原因而稱為“跨界”，據(jù)說這大大降低了成本，到2018年6月時(shí)非常受歡迎，也增加了新的型號(hào)。Dialog的Mark de Clercq解釋道，DA1469之所以沒有閃存，一方面也是因?yàn)槌鲇诮党杀镜目紤]，外置閃存的成本比內(nèi)置低很多；另外的好處是，客戶可以隨意選擇所需的存儲(chǔ)容量，0.5MB、1MB、2MB、4MB等。

        不過，一個(gè)骨感的問題是：大部分MCU廠商之所以不愿意把閃存外置，理由是客戶認(rèn)為內(nèi)置的安全。Dialog解釋說，由于其芯片中有多種安全機(jī)制（如下圖），因此安全妥妥的。這句話和N公司的解釋一模一樣，而且采用的套路也很相似。筆者認(rèn)為，外置閃存也許意味著一場(chǎng)新革命，因?yàn)閭鹘y(tǒng)上，MCU的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)之一是增加內(nèi)置存儲(chǔ)器或容量，這次意味著給內(nèi)存做減法了。

       一點(diǎn)疑問

        很多無線MCU配備的不僅有藍(lán)牙，同時(shí)還支持其他2.4 GHz等無線協(xié)議，為何Dialog只支持藍(lán)牙？答案是Dialog認(rèn)為藍(lán)牙的應(yīng)用最為廣泛。

        那么，生態(tài)如何搭建？答案是已聯(lián)系了很多第三方合作伙伴合作。

        小結(jié)

        DA1469x集成了傳感、連接、處理功能，而且所采用的功能和設(shè)計(jì)理念非常先進(jìn)，從產(chǎn)品角度看，的確是非常有創(chuàng)新的SoC/MCU。

        不過，Dialog的玩法似乎和其他MCU廠商不同，是從自己所擅長(zhǎng)的無線和電源管理角度展開，而且工藝、商業(yè)模式也和其他MCU廠商不太相同，定位像是藍(lán)牙的增值芯片，又采用了MCU廠商中無閃存等新銳做法，這個(gè)“瘋狂的外星人”能否被MCU市場(chǎng)接受？這需要市場(chǎng)的檢驗(yàn)。

        電子產(chǎn)品世界記者認(rèn)為，Dialog目前急需要做的，是把這種集成理念盡快傳遞給廣大用戶，因?yàn)檫^去客戶較少聽說Dialog的MCU/SoC，首先需要培養(yǎng)用戶習(xí)慣和建生態(tài)。