近幾年來，業界討論最多的莫過于“物聯網”，不少半導體廠商或終端廠商都在押寶物聯網。前有半導體廠商自身致力于一些物聯網器件的開發，后有終端廠商的平 臺計劃，比如騰訊在去年12月公布了QQ物聯“億計劃”，向全球智能硬件廠商及創業者征集智能硬件產品;三星在年初的CES上宣布向物聯網應用開發設計投 入1億美元。現今已經出現了不少物聯網新產品，如果我們想讓這些產品連接到互聯網，那么我們最先遇到的問題將是選用何種無線技術。

　　多種無線技術共存

　　在物聯網領域中從來都不缺少無線連接技術，從低功耗藍牙、CSR mesh、NFC、RFID， 到ZigBee、WiFi，甚至LTE。不同技術的供應商都有著自己的定位。Qualcomm創銳訊市場總監姜中華認為Qualcomm創銳訊提供的 WiFi方案具有低功耗和高性能的特點，可以為客戶提供出色的WiFi解決方案。目前適用于物聯網市場的產品為QCA4004和QCA4002。

　　Silicon Labs則為物聯網開發人員提供了其他選擇，據Silicon Labs公司物聯網無線產品營銷總監Greg Fyke介紹，他們可以提供多種無線連接解決方案，包括sub-GHz無線MCU、收發器和2.4GHz無線SoC。其提供的無線IC支持多種協議，包括 802.15.4 ZigBee、Thread網絡協議、以及sub-GHz頻段內的多種新興和專利協議(例如Wireless M-Bus和Wi-SUM)。

　　Greg Fyke表示，sub-GHz頻段的協議通常用于智能計量和其他需要更長距離、更高性能和超低功耗的應用;因為ZigBee技術可以提供穩健的網狀網絡， 允許廣泛連接家庭中的各類設備，并且提供自動防故障運行，因此它被廣泛應用于家居自動化和家庭安全系統中，他同時還認為ZigBee聯盟推動的互用性也是 ZigBee技術一個非常大的優勢。

　　而新興的Thread協議可以直接進行IPv6連接的網狀網絡應用。Silicon Labs是Thread Group組織的發起成員之一，它一直是Thread規范的主要貢獻者。“我們一直與關鍵客戶積極合作推展我們的Beta版本Thread協議棧，并致力 于在2015年使具有Thread授權的產品進入市場。”Greg Fyke告訴記者，“Thread的一個關鍵優勢是我們現有的802.15.4SoC支持它。當前使用Silicon Labs 802.15.4 ZigBeeSoC的開發人員將來可以無縫升級到Thread軟件。”

　　博通在物聯網應用領域中的有線和無線領域投入了不少的 資源，他們現在可為WiFi、Bluetooth Smart、Bluetooth Smart Ready、NFC、GPS、蜂窩，以及電力線通信(PLC)等領域提供完整的SoC和軟件開發包(SDK)產品組合。博通公司無線連接組合事業部產品營 銷高級總監Brian Bedrosian認為，正是這些技術使得智能手機、平板電腦，以及家庭或企業網絡之間的連接更加穩固，而NFC和GPS可提供穩定安全的配對能力和加強 的定位和追蹤能力。

　　業 界提供藍牙解決方案的半導體公司有很多，而Cypress大中華區PSoC業務拓展經理王冬剛覺得Cypress的PSoC4 BLE芯片組合是業界集成度最高的低功耗藍牙芯片，“PSoC4 BLE集成了Cortex-M0 CPU;Balun電路;包括運放、比較器電容觸摸的Capsense可編程模擬資源;以及包括UDB、通用數字模塊、段式LCD驅動的可編程數字資源。 另外，PSoC4 BLE的電容觸摸性能也非常好。”

　　與 其他幾個半導體廠商不太一樣的是，ADI更加關注工業領域的應用，它的短距離無線通信射頻芯片可涵蓋不同頻段，比較有利于智能化工廠的工業組網。另 外，ADI公司市場經理張鵬還介紹了ADI的WSN(Wireless Sensor Node)方案主要面向智能樓宇的無線網絡解決方案。他說，“ADuCRF101是一款集ARM Cortex-M3處理器與RF為一體的單芯片解決方案。該方案支持多種無線網絡協議，包括ADRadioNet，以及6LoWPAN，Wireless MBus和WiSun Alliance”。

　　他還特意提到了ADI針對物聯網推出的AD9361無線收發模擬前端。該芯片 是一款高性能、高度集成的RF Agile Transceiver捷變收發器，它的可編程性和寬帶能力使其成為多種收發器應用的理想選擇，它的工作頻率范圍為70MHz至6.0GHz，涵蓋了大部 分特許執照和免執照頻段，支持的通道帶寬范圍為不到200kHz至56MHz。除此之外，ADI還有支持從數百兆到2.4GHz的頻率范圍的RF芯片，比 如ADF70XX，ADF72XX等等。

　　無線MCU成趨勢

　　在當前的物聯網市場中，一些對功耗、成本敏感的設備，一般只選用眾多無線技術中的一 種作為其通信方式，而那些對功耗和成本沒那么高的設備會采用多種無線技術，以方便與更多的設備相連。比如無線音箱就會同時支持藍牙和WiFi，還有一些智 能路由器同時能支持藍牙、WiFi和ZigBee技術。姜中華認為，就目前的市場情況來看，WiFi和藍牙技術在無線技術的發展中已經大幅領先了，而且支 持多種無線協議的SoC芯片也已經出現，但主要智能手機等市場，在物聯網市場中，這種SoC芯片的前景并不清晰。

　　對此觀 點，Silicon Labs公司的Greg Fyke卻并不太認同，他覺得物聯網和智能家居市場將會整合802.15.4技術(ZigBee和Thread)、WiFi和藍牙。“像智能家居這樣擁有 大量互操作節點，并需要低功耗、控制和自動化的應用，ZigBee和Thread是最合適的。”另外，WiFi是高數據速率應用的最佳選擇，可以傳送音頻 和視頻流;而藍牙非常適合能夠佩戴在身上，或在身體周邊的個域網設備等。

　　他預計在不久的將來，多模、多頻無線SoC芯片將會 有巨大的需求。他坦承多模無線SoC開發會比較困難，不過他它會在系統級和物料管理上給消費者和開發人員帶來不少好處。比如一個可連接設備能夠通過智能手 機，使用藍牙進行配置，然后成為使用ZigBee協議的家庭自動化網絡中的一部分。Greg Fyke表示，多模無線SoC將會極大地簡化開發可連接設備的設計任務，包括縮小外形尺寸、降低BOM成本和縮短上市時間，而消費者也能夠受益于由無縫的 多協議無線通信而帶來的更好的使用體驗。

　　對于物聯網中的無線技術的發展，有一種普遍的觀點是在MCU中集成一些無線通信功能 是未來的發展趨勢。其中Silicon Labs是最堅定的支持者，Greg Fyke堅信無線MCU是長期的發展趨勢。他說，“MCU為開發人員提供了在無線連接之外，創建獨特應用和用戶體驗的靈活性。集成無線連接的MCU能夠幫 助開發人員設計高度差異化的產品，在更小外形尺寸和更低功耗范圍內集成多種功能。”

　　其實無線MCU和SoC架構非常適合可穿戴設備這樣空間受限的應用。比如健身追蹤器或者智能手表只有非常小的可用電路板面積，設計人員需要在受限的空間內創造設計差異化的可穿戴產品。而構建在低功耗MCU內核上的高集成度SoC提供了理想的解決方案。

　　Brian Bedrosian對此觀點也很贊同，他提到，在聯網設備上集成本地處理和協處理能力，可以很好地補充現有無線技術提供的云連接應用。不過他認為無線MCU的規模，將取決于云端應用提供的服務所需的數據存儲、篩選或運算功能的復雜度。

　　“無線MCU是一個未來趨勢，但因為物聯網產品往往需要電池供電，因此必須要求是低功耗的。”ADI公司DSP亞洲業務區域經理陸磊如是說。

　　物聯網無線技術遇到的挑戰

　　就目前來說，開發無線MCU主要有兩種途徑，一種是創建一個集成了MCU和收發器的單模器件，它只運行一種協議，比如藍牙、ZigBee，或專有協議等中的一種;另一種是使用軟件定義無線電技術(SDR)開發一種通用器件，可處理多種頻率、協議和調制方案。

　　Qualcomm 和Silicon Labs選擇的都是第一種途徑。問起原因時，姜中華是這樣解釋的，“理論上看，SDR技術是由前途的，但因為物聯網產品大都要求低功耗、低成本、小尺寸和 高性能。從短期來看，這些要求對于基于SDR技術的解決方案來說，還有很大的挑戰。”

　　盡管SDR是一種靈活的技術，似乎非常理想，“但SDR耗電量令人難以置信的大，需要高帶寬的無線電和DSP去處理調制邏輯”，Greg Fyke說，“SDR解決方案更像一個大型、高成本、高能耗的FPGA。”

　　因此，他認為物聯網互聯的更好解決方案不是SDR，而是可以靈活支持多種關鍵協議(例如ZigBee、藍牙和即將推出的Thread)的多模無線SoC設備。

　　除 了功耗的原因，也有成本的因素需要考慮，“SDR具有識別無線電格式，并相應調整去適應頻道用途或協議的能力，這對物聯網是有利的。但是擁有關鍵互操作技 術的、高集成度的SoC必須符合成本效益，才能在新設備或傳感器網絡上實現規模化應用。”博通的Brian Bedrosian如此提醒。

　　要想在物聯網市場迅速向前發展，需要解決的一大挑戰就是功耗問題。SoC制造商需要提供系統級功耗管理機制，從而在單獨模塊，以及芯片整體中都實現更好的功耗管理。

　　低功耗無線所面臨的設計挑戰主要有兩大因素，一個是在最低可能的功耗模式下完成最大量的工作;另一個是在無線電開啟時，最小化電流消耗。Greg Fyke自豪地表示，Silicon Labs采用多種技術來應對這種挑戰，比如全自動化MCU外設、DC-DC轉換器、快速喚醒，以及功耗優化的軟件。他也承認功耗優化是一項很困難的系統級 設計挑戰，但卻可以為客戶帶來顯著的優勢。因為沒有人喜歡頻繁地充電，或者更換電池。“而Silicon Labs的ZigBee解決方案可在單一電池供電下維持工作數年，這已經得到市場的驗證。”他說。

　　博通則通過持續地提高工藝技術、采用片上電源管理系統、管理休眠機制，和繼承超低功率無線電技術，來不斷改善射頻芯片設計的用電效率。

　　電池供電的確會給應用帶來很多設計的挑戰，比如可穿戴電子設備的供電電池在200mAh以下。據Cypress的王冬剛跟客戶的接觸，一般客戶都要求平均電 流在20?A以下。因此，Cypress PSoC4 BLE提供了5種功耗模式，包括動態、睡眠、深度睡眠、休眠和停止。最低休眠功耗低至60nA。

　　無線技術終將會走向融合

　　就目前來看，物聯網中的設備是多種無線技術共存階段，而未來，這些無線技術可 能終將會走向融合之路。Qualcomm的姜中華指出，“其實，現在我們已經開始看到有很多重要的無線技術在融合，并且努力實現低功耗、大范圍、低成本和 小尺寸的目標。”他認為，最終將會有一到兩項技術會占市場主導地位。

　　對此，Silicon Labs的Greg Fyke也持同樣的看法。在他看來，物聯網產業將逐步整合到三種無線連接技術：WiFi、藍牙和802.15.4(如ZigBee和Thread)。

　　他認為，IP(互聯網協議)正在成為這些協議背后的原始動力。WiFi已經具備IP能力，隨著去年藍牙4.2的發布，藍牙已經在直連互聯網上取得了長足進步。而Thread是基于IP的網絡協議，它代表著IP網狀網絡的未來。

　　“這三種無線協議整合，并圍繞這IP融合發展。這預示著物聯網市場拐點的出現，標志著消費者、開發人員和服務提供商開始迎來激動人心的時代。”Greg Fyke樂觀地表示。

　　“物聯網的核心標準始終是WiFi和智能藍牙等基于標準的組網技術對TCP/IP可尋址節點進行訪問的可用性。”博通的Brian Bedrosian表示，“通過確保這些基本的網絡連接就可以實現不同品牌之間的互操作性，保證在通用應用程序中使用統一黨應用層協議，同時確保安全性不 會受到任何影響。”

　　Cypress的王冬剛則對藍牙情有獨鐘，他覺得藍牙無線技術是重要的物聯網發展趨勢之一，因為許多物聯網設備需要低功耗、短距離和小數據量的傳輸，而藍牙協議非常合適。

　　總 的來看，融合將會是大勢所趨。其實，或許市場最終需要的是一種通用的多頻段、多協議物聯網SoC，它能以低成本、低功耗處理多種無線協議。只是目前還沒有 半導體廠商提供這樣的芯片，目前市場上更多的是單模點解決方案。因此，如果哪一天市場上出現了這樣的芯片，那物聯網的很多可能性就可以實現了。