国内首颗工作电流低至1mA量级:泰凌微电子TLSR925X实现“里程碑式突破”

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鉴于物联网终端应用需求和技术升级的强势推动,电子设备对芯片低功耗运行的能力要求日益提升。针对这一行业关键痛点,泰凌微电子开发了国内首颗实现工作电流低至1mA量级的多协议物联网无线SoC——TLSR925x系列,并在功耗方面处于国际领先水平。

通过在家族产品基础上全面升级以及融合多项新技术突破,TLSR925x系列SoC成为泰凌微电子高性能、低功耗、多协议、高集成度无线连接芯片家族的最新一代产品,而且在蓝牙高精定位、外设接口PEM功能以及封装规格等方面实现持续迭代和突破,进而能够满足未来高性能物联网终端产品对于低碳、融合、安全和智能等各方面更为严苛的需求。

同时,基于泰凌微电子在多协议融合技术上的积累,在单个芯片上支持蓝牙低功耗和基于IEEE 802.15.4的无线通信技术,同时支持各类上层协议标准的最新版本,TLSR925x系列SoC可广泛应用于智能家居、智慧医疗、智能遥控、穿戴设备等领域,并提供强力核心支持。

匠心独运:率先实现工作电流低至1mA量级

随着物联网(IoT)、智能家居、可穿戴设备等市场的蓬勃发展,电子设备对芯片低功耗和运行处理能力的要求也持续提升。在这一趋势下,泰凌微电子TLSR925X作为国内首颗实现工作电流低至1mA量级的多协议物联网无线SoC,展现出了不俗的技术性能实力。

泰凌微电子业务拓展总监梁佳毅表示,“无论是消费类还是工业类物联网应用的运行都有赖于电池的供电,但电池的电量、使用寿命、连续使用时间均有其自身限制。对此,从物联网应用诞生之初,底层无线SoC的工作电流便成为至关重要的因素之一,因而需要不断优化其在各类场景和特定应用下的功耗表现,这也是整个业界都在持续努力的方向。”

他还称,泰凌微电子TLSR925X SoC在功耗方面进行了全新优化升级,实测工作电流较泰凌上一代芯片产品降低近70%,帮助终端设备实现更长续航,从而更符合低碳环保规范,提升消费类用户体验,以及降低行业相关维护成本。例如在TLSR925X SoC支持下,智能家居、可穿戴等设备的电池寿命更长,以及行业设备的物料成本和人力维护投入减少等。

据悉,泰凌微电子TLSR925X整芯片实测射频接收电流最低为1.45 mA,在整芯片射频接收状态电流高度优化的情况下也提供了出色的射频发射电流,最低为2.0 mA。此外,在802.15.4模式下,TLSR925X整芯片也可以达到同样的低功耗耗电性能,同时整芯片依然延续了泰凌芯片产品低功耗模式下优越的性能,在深睡眠模式下仅耗电不到0.9uA。

梁佳毅进一步指出,作为国内唯一一颗实现工作电流低至1mA量级的物联网无线SoC,泰凌微电子TLSR925X SoC对比竞品的功耗优势显著,而且在国际上处于领先水平。“目前,国内主流的同类芯片工作电流仅在3 mA左右。虽然个别新兴芯片公司的产品通过多种优化能达到TLSR925X同级别水准,但其整体功能、复杂度、可用性还有待市场观察。”

全面升级:多重功能特点筑就“里程碑式突破”

为了满足未来高性能物联网终端产品对于低碳、融合、安全以及智能等各方面更为严苛的需求,泰凌微电子TLSR925x系列SoC在现有TLSR9产品家族基础上进行了全面升级,并融合了多项新的技术突破,使其在高性能、多协议、高集成度等方面达到新的“里程碑”。

梁佳毅表示,在高性能方面,泰凌微电子TLSR925x的一个重要亮点是采用了更高主频的RISC-V架构MCU,最高运行速度达240 MHz,而上一代产品仅为96 MHz。同时,该芯片还拥有丰富的片上存储资源,包括Flash存储最高达4MB片内闪存,SRAM达512KB,其中最高256KB支持Memory Retention功能,在低功耗状态下能保存更多内存数据。

同时,为了最大程度地保障产品灵活性,泰凌微电子TLSR925x持续增加及拓展支持各类丰富的通信标准及协议,包括蓝牙低功耗5.4、蓝牙Mesh 1.1、蓝牙低功耗高精度定位、Zigbee PRO 2023、Matter over Thread、Apple HomeKit、硬件OTA升级和多引导启动以及兼容多种主流RTOS等。基于此,多协议已经成为TLSR925x的主要特色之一。

基于支持多种协议,TLSR925x的另一大亮点是在射频灵敏度上实现了极大提升,其中在Zigbee协议运行环境下接收灵敏度达103dB,在蓝牙低功耗协议尤其是在做一些低速率、长距离连接的情况下,接收灵敏度达到103dB。梁佳毅称,即便在一些比较易被干扰的环境下,TLSR925x也能检测到对端发射的信号,同时具有更好的稳定性和更长连接距离。

此外,受物联网各类应用需求的推动,将更多关键器件集成在整体SoC中成为大势所趋。而除了MCU和存储器,TLSR925x还集成了音频模块、安全模块和射频器件等,这不仅有助于满足更多市场客户需求,简化客户供应链和缩短产品周期,还能更好地降低物料成本。

梁佳毅表示,“泰凌微电子TLSR925x的低功耗可满足低碳环保需求,支持众多协议能实现融合特性,而灵敏度则保障了一定程度的智能化。同时,通过大力改进和优化,TLSR925x中集成了最先进的安全功能模块,包括SKE内含低功耗对称加密算法引擎,PKE模块内含公钥加密算法引擎等等,从而满足物联网终端产品对于安全性日益严苛的准入要求。”

多点开花:以“全垒打”引领行业前沿技术发展

当前物联网设备的众多应用除了需要无线SoC具备高集成度,还对其整个体系链条的“全垒打”提出了更高要求。对此,泰凌微电子TLSR925x除了不断升级芯片主频、存储资源、工作电流、通信协议、安全特性,还在高精定位、外设接口、封装规格等方面打造出特色。

据悉,TLSR925X已支持最新一代蓝牙低功耗6.0标准即将发布的蓝牙低功耗高精度定位功能。在该功能场景下,用户不需要额外硬件,仅利用最新的蓝牙低功耗标准协议,即可达到厘米级的定位精度。同时,蓝牙低功耗定位结合了雷达相位定位和飞行时间定位的长处,在不大幅增加系统复杂度的情况下,即可达到大部分实际室内或者短距离高精度定位的要求。

梁佳毅进一步介绍称,“在蓝牙低功耗6.0通信协议中,最大的新亮点是支持Channel Sounding下一代蓝牙定位技术,即基于相位多信道测量来获取高精度测距的功能,可以将蓝牙的测距精度提升到0.5米,而现有产品的蓝牙定位精度很难达到1米以下。”该技术对于资产追踪、室内导航、汽车数字钥匙等应用场景具有广阔的应用空间。

另外,物联网设备通常需要外设与芯片进行交互和通信,而一旦接口不同则无法实现通信。对此,泰凌微电子TLSR925X支持的PEM(Peripheral Event Matrix)功能等于在不同外设之间架起了“直通快车道”,可以在没有MCU的情况下实现外设的组合,从而节约了系统资源、减少软件负载并提高反应速度,但在数据传输方面仍然需MCU或DMA解决。

值得注意的是TLSR925x将支持9258D和9258F等多种封装规格,以满足不同的产品开发需求。同时,除了常见针对应用规模较大的QFN封装,TLSR925x还将针对小尺寸有更高要求的客户推出BGA封装选项。梁佳毅表示,为了给客户提供相关参考和设计原理,TLSR925x后续会设置通用化使用的模组,但并不会作为产品去销售以规避与客户竞争。

纵横开阖:为“万物互联”提供强力核心支持

鉴于TLSR925x不仅集成了泰凌微电子在多协议融合技术上的深厚积累,更在单个芯片上支持蓝牙低功耗和基于IEEE 802.15.4的无线通信技术,同时支持各类上层协议标准的最新版本,因而对智能家居、智慧医疗、智能遥控、穿戴设备和工业传感等都能提供强力支持。

梁佳毅表示,“泰凌微电子TLSR925x后续主要聚焦的是以Matter为代表且支持多协议以及有更高安全要求的各类智能家居设备,同时将开拓血压计、血糖仪,电视、机顶盒遥控器,智能手环,工业传感以及资产物项定位等对功耗要求更高的细分领域市场。”该芯片预计将于2024年中实现大规模批量生产,并在近期开始为先导客户进行开发和提供样品。

至于如何解决设备应用的痛点,例如在智能家居领域首要考虑因素在协议层面,泰凌微电子TLSR925x支持的各类协议均能满足相关客户的需求,同时通过提供多元配置的封装,足够的外设接口以及搭配不同的适用软件等,能够更灵活地解决各类客户的需求痛点。

“在可以灵活配置和调整的范围内,我们也会针对性地做一些重点市场客户开拓,但至少是有一定规模的应用,否则将会以通用化模组的形式提供相关产品服务。”梁佳毅补充道。

目前,伴随着全球物联网智能硬件的快速发展,物联网无线SoC也在加速迭代升级。梁佳毅强调,为了满足新一代高性能物联网终端产品对于核心芯片的更高要求,泰凌微电子正通过TLSR925x对低功耗的极致追求,不断提升软硬件性能、安全特性和推动Channel Sounding等新兴技术普及引领行业潮流,以及助力国产物联网芯片提升全球竞争力。

责编: 张轶群
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