协议的双倍，削减电路板空间：多协议SOC如何简化IOT设计

在过去的几年里，智能家居和智能连接电器成为了流行趋势，亚马逊和谷歌等公司在这一领域投入了大量资金。这些技术的出现背后是无线技术的进步最有影响的是多协议芯片。

新网关加上多协议SoC

智能家居和物联网领域的最新消息是本周Silicon Labs和STRATIS公布的专为公寓大楼而设计的新智能家居解决方案的合作。

实现这一智能公寓解决方案的核心设备是Stratis Gateway 3.0.，它可以放置在所有公寓大楼内，让设备之间互相发送和接收数据。

STRATIS 3.0网关。图片由思

网关绝非新技术。但让这一声明具有新闻价值的是在赛道层面上发生的事情。STRATIS与Silicon Labs合作，整合Silicon Lab的产品多协议SOC，最有可能其强大的壁虎SoC，进入网关3.0。据说这种集成以支持蓝牙，ZigBee，Z波和Lora连接的支持。

多协议soc是物联网设计的游戏规则改变者吗?

在过去的十年里，无线通信领域取得了令人印象深刻的发展。从低功耗蓝牙(BLE)到Zigbee，许多不同通信协议的发展都是为了满足不同的低功耗连接需求。

Wi-Fi SoC通常不包括在边缘设备中，因为这些设备通常配备小电池，无法处理Wi-Fi的高功耗。一篇关于Digi-Key文章多协议，多频带SOC指出，Wi-Fi“在物联网中的主要用途是回程和网关到互联网的接入，而功耗不是一个关键指标。”

以前，具有多种协议的主要设计问题是板空间：工程师需要一个单独的单独协议的单独芯片。只有在过去几年中，硅实验室，北欧半导体，德州仪器，模拟设备等公司都已解决了这个问题，以及制定多协议SOC和收发器的其他行。

硅实验室的多协议芯片，强大的壁虎SoC的框图。图片由硅实验室

这些多协议设备具有跨多个射频波段通信的能力，允许使用多种通信协议，并极大地简化了大规模物联网网络的部署。此外，将多个协议合并到一个芯片中可以节省电路板的空间，并减少设计师的BOM。

目前，没有支持IOT领域内的所有无线协议的芯片。

不同类型的多协议连接

硅实验室概述几种类型的多协议连接，包括可编程多协议，切换多协议，动态多协议和多无线电多协议。

可编程多协议允许设计人员通过软件堆栈为生产中的芯片编写特定协议甚至专有协议的程序。

交换多协议选项允许设备通过在部署时引导新的固件图像来切换它使用的无线协议。该协议还响应过空中更新。

交换多协议解决方案图。图片由硅实验室

动态多协议通过实现时间切片工具来共享无线电来共享多个无线协议。

动态多协议解决方案图。图片由硅实验室

最后,一个多无线电多协议可以允许网络堆栈通过两个无线电操作，有时使用两个完全不同的频率范围。这允许设备操作许多协议而不使用每个相应协议的任何益处。

其他半导体制造商类似multi-chip连接。例如，TI在单个芯片上提供并发的多协议选项，“交换”多协议选项（也称为“配置”），以及涉及两个芯片的共存多协议。

在多协议soc的框架下

在不深入技术细节的情况下(特别是因为每个制造商都有自己独特的多协议架构)，了解多协议SoC中的一些工作硬件模块是很重要的。

通常，这些soc包括一个基带部分和一个基于IEEE 802.15.4物理层无线接口的射频部分。这些soc的结构设计是为了解决收发器在广泛的射频频率范围内工作的挑战。

TI的CC26xx系列的SimpleLink SoC的框图-一个多协议SoC体系结构的示例。图片由德州仪器公司提供Digi-key.

ARM主机处理器和协处理器通常是中央组件，伴随着某种程度的加密和用于安全性的真正随机数发生器。还包括电源和传感器管理电路，多个时钟和定时器以及多个I / O选项。

在协议上加倍保存板空间

在过去，设计一个内置多协议支持的物联网可能是一个复杂的、空间受限的过程。然而，在过去的几年里，多协议芯片，比如最近硅实验室(Silicon Labs)的Mighty Gecko soc集成到STRATIS 3.0网关(Gateway)中，已经弥补了这个痛点。

尽管如此，此类芯片可以帮助设计人员在将来构建后向兼容的设备，但传统设备将与使用新兴协议的新设备不兼容。

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您是在物联网领域进行设计的吗?如果是这样，你认为多协议芯片在你的设计过程中是一个游戏规则改变者吗?请在下面的评论中分享你的想法。