半导体

精确定位到厘米,Dialog发布首款基于Cortex M33的蓝牙低功耗SoC

作者:陈炳欣来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-03-01 08:43我要评论

1月28,蓝牙技术联盟(SIG)宣布蓝牙5.1标准将向开发者开放,为满足市场对更精确的定位服务功能,最新版蓝牙中加入了测向功能和厘米级的定位服务等,使得蓝牙技术有了更多应用空间。相隔不足一月之后,Dialog半导体公司推出支持最新蓝牙5.1标准的多核微控制器单元SmartBond DA1469x系列。该产品除了支持最新的蓝牙5.1标准,实现了最新标准中到达角度(Angle of Arrival)和离开角度(Angle of Departure)特性,具备精确定位能力之外,还集成了Arm Cortex M33,成为全球首款基于Arm Cortex M33的量产无线微控制器(MCU)。

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高性能与低功耗兼顾

Dialog半导体公司举办媒体会,Dialog半导体公司低功耗连接业务部总监Mark de Clercq发布了无线连接多核微控制器单元SmartBond™ DA1469x系列。这是Dialog公司两大蓝牙低功耗 SoC分支中DA146xx系列的最新产品。

与DA145xx系列专注于小尺寸、低系统成本不同,DA146xx系列具有更强的可扩展处理能力、更大的可扩展内存和丰富的外设组合与安全性。DA1469x承接了DA146xx系列的这一特点,其中集成的Arm Cortex M33 可为高端健身追踪器、先进智能家居设备和虚拟现实游戏控制器等计算密集型应用提供更强大的处理能力。在连接方面,DA1469x支持新推出的蓝牙5.1标准中的到达角度(Angle of Arrival)和离开角度(Angle of Departure)特性实现精准定位。而为了增强DA1469x系列的传感功能,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。

Mark de Clercq特别强调了DA1469x的安全性能:“在IoT领域安全性非常重要,所以我们在优化安全引擎上付出了大量努力。首先确保IP安全,外部数据只有得到验证才能访问。设计人员通过在QSPI闪存控制器中增加了安全选项,可以执行来自外部闪存的验证并加密的镜像。为了防止不想要的密钥访问,还设置了专用的OTP安全密钥存储空间。密钥管理在硬件中进行,可以阻止从处理器或外部端口进行访问。所有安全功能都是在硬件中加速的,实现AES、哈希函数、真随机数生成器。这些功能是专用于处理器的,独立实现端到端的蓝牙链路加密。”

电源管理一向是Dialog优势所在。DA1469x对电源管理IC也加以集成,更加节省 PCB 空间和成本。电源管理包括了高效率 SIMO DCDC 降压转换器、四个电源引脚用于外部器件、3 个从DCDC(1.2 - 1.8V @ 50mA)、1个从 LDO(3.0V @ 110mA),睡眠时电源也保持活跃。DA1469x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。

总之,DA1469x可以用最新的物联网消费类芯片的集大成者来形容。无论是处理能力、浮点性能、连接能力、电池续航能力以及安全性能,都适合为物联网用户提供更强大保护。

先进的电源管理能力

从DA1469x的特点分析,该款产品属于集成蓝牙连接功能的MCU单芯片系统解决方案。事实上这是一个大趋势,其他公司也开发并推出了具有无线功能的MCU 产品。相比而言,DA1469x优势是什么呢?

对此Mark de Clercq表示,DA1469x的主要独特之处在于集成了先进的电源管理单元、电池的充电器,以及一些更先进的模拟外设,比如触觉控制驱动器、自动电机控制器和白光LED驱动等。“这些模拟电路是比较难集成的,而我们可以集成这些高度复杂的模拟电路,这是我们的优势。”Mark de Clercq说,“另外,这个产品系列可以只用做MCU,而它的蓝牙是数据传输的通道,客户可以单用MCU功能,不用蓝牙选项,客户也可以在一些产品版本中选择使用蓝牙功能选项。” 

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此外,DA1469x作为第一款基于ARM Cortex M33™ 的专用应用处理器,也是其亮点之一。M33采用的架构是ARM V8,相比ARM V7具有一些架构上的优势。Mark de Clercq表示,相对于V7的架构,V8的指令集架构指令更多,使用了最新的浮点单元,处理能力更高,内存保护单元做得更。

同时还有一些ARM V8的新最性比如Trust Zone的安全域,DA1469x并没有采用。“但是我们用了自己加密的内核。” Mark de Clercq表示。

支持中国本地生态系统

在谈到DA1469x的市场应用时,Mark de Clercq重点强调了室内定位、物品追踪、智能门锁以及相对传统的音频传输等方面。

“蓝牙5.1标准,其中一个5.1标准特性就是应用到达角度(AoA)和离开角度(AoD)进行寻向定位。像室内定位、物品追踪、门禁、无钥开锁等应用,都将受益于新的5.1标准的这个特性,我们的产品也支持这一功能。” Mark de Clercq表示。

为了使客户更方便地使用,Dialog还提供了完整的软件开发套件。工具包主要有三种:预先配制好的Eclipse集成开发环境和SDK,开发工具盒SmartSnippets Studio以及用于调试、协议分析和测试Connection Manager。

SmartSnippets蓝牙协议栈符合蓝牙低功耗 v5.1 规范,具有2Mbps的带宽,广播扩展功能,到达/离开角度、多链路功能等,使得客户能够进行更好的应用开发。

Mark de Clercq还指出,我们的蓝牙协议栈是集成于一个非常全面完整的软件开发套件当中,这个软件开发套件提供了方便工程师开发应用的工具,而不需要工程师涉入软件过深。除了操作系统、LLD、中间件以外,还有一系列应用层的API,使得工程师不用去单个控制每一个部分就可以使用这些功能。我们还有一系列的软件示例,可以让工程师将示例用作基础加速他们的应用开发。我们的集成软件开发环境,主要是基于GCC编译器,具备完整的调试器,更重要的是它是无需授权许可的。

与软件工具配套,Dialog提供了完整的硬件开发套件,使客户可以在硬件上去开发自己的软件。硬件开发套件包括母板和子板。子板具备该系列产品的不同型号,比如DA14695的硬件开发子板和DA14699的子板。

值得一提的是,中国本地具有一些主流物联网操作系统,包括AliOS、RT-Thread、华为OS等。Mark de Clercq表示Dialog的SDK是围绕FreeRTOS构建的,FreeRTOS是一个开源操作系统,提供与AliOS和RT-Thread相同的特性和功能。生态系统支持方面,我们支持微信SDK,使得采用我们平台构建的物联网设备能够与微信生态系统集成。


责任编辑:陈炳欣
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