今天來談一談無線芯片的選型，當(dāng)下無線SoC芯片可選擇的余地越來越多，從歐美廠商和國產(chǎn)半導(dǎo)體，那么究竟如何選擇合適的無線芯片開發(fā)產(chǎn)品，我們從以下幾個方面進(jìn)行考量。

　　無線技術(shù)： 當(dāng)下流行的低功耗無線技術(shù)包裹wifi，小無線，LoRa，藍(lán)牙，thread，zigbee，nfc，私有2.4G，NBIoT,2G，3G，4G等等，常用于工廠自動化和智能家居的無線技術(shù)包裹Wifi，小無線，BLE，thread，Zigbee，NFC，下圖對比這幾種不同的無線協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸帶寬，距離和功耗上的優(yōu)劣。根據(jù)使用的場景，應(yīng)選用合適的方案。

　　Wifi： Wifi適用于高速視頻數(shù)據(jù)傳輸，但其功耗較大，目前市面上主流的低功耗wifi芯片較少，內(nèi)核采用ARM M3或者M(jìn)4內(nèi)核，跑簡單RTOS，只支持802.15.b/g/n模式，帶寬較低，但可以滿足干電池供電應(yīng)用，目前測試到的幾家比較好的方案如。

　　Zigbee： 智能家居不二選擇，地位在被BLE MESH挑戰(zhàn)，但Zigbee 3.0推出之后，各家系統(tǒng)可以互聯(lián)互通，平臺的兼容性比以前好了不少。

　　Sub1G： 因為穩(wěn)定，傳輸距離遠(yuǎn)，可被應(yīng)用在各種工控領(lǐng)域，TX發(fā)射峰值電流較大，但其他時間系統(tǒng)處于休眠模式，故整體功耗低。

　　NFC： 手機(jī)必帶，公交系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)多為RFID，NFC方案所采納。

　　LoRa： 獨有擴(kuò)頻技術(shù)，+20dbm發(fā)射功率，功耗低，距離遠(yuǎn)，缺點是帶寬利用低，數(shù)據(jù)吞吐量小?！　?/p>

　　功耗

　　始終牢記最終用戶體驗，如果電池失效，即使是最理想的產(chǎn)品也會被拋棄。

　　所以采用什么供電方式?紐扣電池，干電池，鋰電池，長供電?紐扣電池由于其低成本，尺寸和重量而受歡迎。考慮到這些產(chǎn)品的電池壽命是至關(guān)重要的，并且紐扣電池只能提供大約5 mA的電流峰值而不會受到損壞。如果驅(qū)動更大的電流峰值，電池容量將會受影響。

　　射頻發(fā)射功率： 藍(lán)牙發(fā)射功率較低，通常只支持5dbm發(fā)射功率，看規(guī)格書指標(biāo)一般看0dbm發(fā)射功率。Zigbee，小無線發(fā)射功率可以達(dá)到20dbm。(超過20dbm無法通過安規(guī)測試)。

　　MCU運行功耗： 因為大家都使用的ARM內(nèi)核，這塊的功耗各家類似，但需要評估MCU從低功耗模式喚醒到全速運行的時間長短，時間越長，功耗越大(這塊一般不會寫到數(shù)據(jù)手冊內(nèi))，另外需要評估的是MCU全速工作的主頻，主頻越高，功耗越大。

　　下圖為幾種IoT技術(shù)的功耗表現(xiàn):

　　除規(guī)格書以外，提幾個降功耗建議：

　　相應(yīng)地調(diào)整連接間隔，廣告間隔和從屬延遲。

　　將多個小數(shù)據(jù)包組合成較少的大數(shù)據(jù)包，以減少RF開銷。

　　考慮在傳輸之前在本地壓縮數(shù)據(jù)以降低RF吞吐量。

　　識別可以較慢速率發(fā)送或不發(fā)送的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

　　內(nèi)存選擇

　　內(nèi)存的主要指標(biāo) RAM，F(xiàn)LASH，ROM，串行FLASH

　　RAM： 代碼中申請的臨時變量，全局變量，數(shù)組等都是放在RAM當(dāng)中，RAM的大小會決定改系統(tǒng)的復(fù)雜程度，早起的設(shè)備如CC2541，Nrf51822其RAM資源較少，會限制藍(lán)牙作為主端的連接個數(shù)，也會影響算法的執(zhí)行效率(通常實時算法會把代碼從flash端加載到RAM內(nèi)運行)。

　　通常會考慮RAM空間大于20K.(因為原廠的RTOS和協(xié)議也會消耗部分RAM空間)。

　　FLASH： 決定程序的關(guān)鍵因素，通常Flash會要求大于256K，常用的在256K-512K之間，有些廠家，比如Nrf52840推出的1M flash，有點略大，可能是針對穿戴設(shè)備開發(fā)的產(chǎn)品。

　　ROM： 大家可能會有疑問，為什么這里會講ROM，因為ROM的成本低，有些廠家比如Dialog,TI等廠家會把協(xié)議棧放在ROM里面，從而降低芯片制造成本，比如TI公開資料如下所示：

　　串行FLASH： 這個比較有意思，如果IoT的市場經(jīng)理們?nèi)タ磭a(chǎn)無線芯片和國外無線芯片，可以發(fā)現(xiàn)一個有意思的地方，外資企業(yè)會集成flash到芯片上，國產(chǎn)半導(dǎo)體的做法是集成串行flash到芯片，或者外掛flash。究其原因，成本!串行flash便宜，用個大容量RAM，把程序從串行flash加載到RAM中運行，成本比直接在片上flash運行成本要低不少。(只是小編在此有一個建議，建議在芯片ROM中考慮對存儲于片外flash的固件進(jìn)行數(shù)字簽名加密，不然，華強(qiáng)北很容易從客戶產(chǎn)品的flash讀取固件然后逆向抄板負(fù)責(zé)產(chǎn)品)。

　　OTA空中升級

　　IoT的產(chǎn)品都處于快速迭代期，不是說產(chǎn)品迭代的快，而是軟件更新快，bug，更新交互界面，更新控制邏輯，等等，所有的這一切不能指望回收產(chǎn)品拆機(jī)處理，一定要考慮無線空中升級的功能需求，給自己的產(chǎn)品留條后路。

　　說到這里，如何把控空中升級的需求：

　　空中升級速率：

　　速率的快慢決定了升級的用戶體驗，空中傳輸時間越長，出問題的概率越大，所以，用LoRa的做空中升級難度最大...

　　內(nèi)存flash容量：

　　空中升級可以分為兩種升級方式，第一，鏡像備份升級，需要固件的兩倍的存儲空間，新的備份文件首先接收到flash，重啟后，利用引導(dǎo)程序，運行新的固件。第二，無鏡像升級，進(jìn)入升級模式后，直接擦除flash內(nèi)存的應(yīng)用程序，寫入新固件，利用該升級模式需要引導(dǎo)程序支持OTA功能，這樣可以避免升級失敗導(dǎo)致的產(chǎn)品變磚頭。

　　所以Flash的容量也是需要評估的一個方面，不要一味的降成本，減flash大小。建議flash的容量選用自己應(yīng)用層的1.5倍到2倍的flash大小的芯片。

　　多協(xié)議融合

　　當(dāng)前有產(chǎn)品的應(yīng)用既用到了藍(lán)牙，又用到了小無線，當(dāng)然可以使用多芯片在辦級做集成，但市面上已經(jīng)有廠家通過綁定不同原廠的晶園實現(xiàn)多協(xié)議融合，一顆"芯片"解決多種協(xié)議，個人覺得這是個過渡產(chǎn)品，因為內(nèi)部多晶源，多MCU同時運行，功耗管理是一大挑戰(zhàn)。

　　目前歐美半導(dǎo)體廠家已經(jīng)在布局多協(xié)議融合，從芯片設(shè)計上著手把2.4G和小無線結(jié)合在一顆SOC芯片上，通過軟件的分時復(fù)用來完成多協(xié)議功能。 相信在可期的未來這是一種趨勢。在需要多協(xié)議協(xié)同應(yīng)用上可以考慮。根據(jù)德州儀器官宣資料顯示，CC1352，CC2642芯片已經(jīng)支持該功能，并且已經(jīng)把該技術(shù)應(yīng)用于智能門鎖應(yīng)用。