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面向物联网系统的ST连接芯片组或模块可破解射频设计难题

发布时间：2020-05-11 来源：Vishal GOYAL 责任编辑：wenwei

【导读】Stastita[1]预测，到2025年，物联网设备数量将超过750亿，远远超过联合国预测的2025年全球81亿人口数量[2]。物联网可能是科技公司的最大推动力量之一。物联网设备最重要的特点便是联网。
 
无线联网的设备通过射频无线电、天线和相关电路将电信号转换为电磁波，反之亦然。设计人员有两个选择可实现该电路：a)使用射频芯片组并设计相关的射频部分；b)使用已经安装了射频芯片组和相关射频部分的模块。在本文中，我们将比较这两种方法，并帮助设计人员做出明智决定。
 
使用芯片组和?？榈纳淦挡糠?/div>
 
采用芯片组方式实现的射频部分由射频IC、天线、巴伦和滤波器、匹配网络、晶振、以及其他无源器件组成。下面是使用意法半导体的BlueNRG BLE SoC的参考实现原理图
 
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图 SEQ Figure * ARABIC 1：BlueNRG-2 参考原理图
 
使用?？榉椒ǖ氖迪忠虻サ枚唷Ｓ胪?相同的电路也可以使用现成的?？槔词迪帧Ｏ旅媸且夥ò氲继宓腂lueNRG-M2SA?？榈囊欧峙浜湍诓靠蛲?。该?？槭抢肂lueNRG-2 SoC和相关电路实现的。
 
面向物联网系统的ST连接芯片组或模块可破解射频设计难题
图 SEQ Figure * ARABIC 2：BlueNRG-M2SA引脚分配和内部框图
 
芯片组方法与?？榉椒ǖ谋冉?/div>
 
在选择合适的方法时，要考虑三个主要方面：a)上市时间，b)认证，c)成本。我们将对每个方面进行回顾，以便从逻辑上理解透彻。
 
上市时间
 
使用芯片组设计射频部分的步骤如下：
 
i)  设计原理图和布板
 
ii) 请PCB制造商制板
 
iii) 焊板
 
iv) 微调无源器件的值，以优化性能
 
v) 订购?？榈乃凶榧?，然后生产出?？?/div>
 
vi) RF测试和认证
 
基于芯片组设计的射频部分几乎要花费3 - 6个月时间。它还需要多种资源，如射频设计师、供应链和多个服务合作伙伴，如PCB制造商和EMS公司。该方法适用于大批量生产，但不适用于原型制作和小批量生产。
 
?？樵蚴俏焖偕鲜卸杓频?。使用?？樘砑恿硬恍枰弑溉魏蜶F专业知识。无线连接比较简单，就像一个?？榛募床寮从米榧?，因为设计师得到一个现成的射频部分，?？榛氖迪址浅？?。因此，设计人员可以非?？焖俚亟约旱牟吠葡蚴谐?。这对于原型制作和小批量生产尤其重要。
 
认证
 
几乎任何电子设备都要经过通用放射测试。此外，配有射频部分的器件也被视为有意放射体。因此，它们需要额外的认证，以确保它们放射的功率不会超过允许值，或干扰其他设备或频段。在这方面，没有全球通用的认证，每个国家或地区都有自己的标准。通常这些标准是相似的，但是它们仍然需要通过申请和相关过程。
 
此外，大多数射频技术（如BLE、Wi-Fi或GPRS）都必须符合特定组织制定的标准。所以，它们也要通过这些认证。例如，意法半导体的BlueNRG SoC和BlueNRG-M2SA ?？榈娜现す獭?/div>
 
蓝牙低功耗设备需要通过蓝牙技术联盟（管理蓝牙标志使用的机构）的认证。它们还需要获得不同国家和地区的RF认证。一些国家和地区确定的认证有FCC（美国）、RED（欧洲）、WPC（印度）、IC（加拿大）、SRCC（中国）、以及Type（日本）。
 
由于?？橐丫馐圆⒈蝗现の渥爸?，通过?？槭迪值纳杓莆扌柙僮龇渥爸萌现ぃ杀皇游媚？榈呐缮璞?。下面是芯片组方法和?？榛椒ǖ某杀颈冉?。
 
面向物联网系统的ST连接芯片组或模块可破解射频设计难题
 
认证过程耗时、繁琐且成本高昂。如果产量够大，可以通过规模经济来分摊成本，但对小批量产品来说，分摊成本过高。
 
费用
 
本文已经讨论了成本的一些要素。一般来讲，成本包括
 
● 电路设计成本
● 设计人员成本、供应链成本和生产成本
● 认证成本
● 机会成本 
 
一般来说，如果年产量超过100-150K件，或者产品的形状不允许采用专用模块，这些成本是合理的。
 
意法半导体提供的?？?/div>
 
意法半导体是世界领先的半导体公司，生产各种低功耗射频器件和模块。意法半导体提供的射频芯片组和相关?？榧卤?/div>
 
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一个需要考虑的非常重要的方面是，上面提到的所有芯片组和?？榫涯扇?0年长期供货计划。这意味着如果一家公司在其设计中使用了这些组件，那么意法半导体将从产品发布之日起的10年内持续提供这些组件，或提供完全兼容的替代品。
 
结论 
 
如果终端设备的形状不能适应?？榛虿糠浅４?，则应采用芯片组方法以期实现合理的设计成本、生产成本和认证成本。如果公司希望专注于自己的核心竞争力并避免射频设计的麻烦，?？榛椒ㄓΩ檬鞘籽　Ｄ？榛椒ㄒ彩窃椭谱骱托∨可氖籽?。如本文所述，意法半导体是低功率射频技术领域的领军企业，为各种应用场景提供广泛的芯片组和模块。
 
 
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