毋庸置疑，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為今天及未來智能化世界的骨架。根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)IoT Analytics的報(bào)告，2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將達(dá)到211億，同比增長14%；預(yù)計(jì)到2030年，這個(gè)數(shù)字將達(dá)到390億，2035年則會(huì)攀升至500億。

市場的發(fā)展，也在推動(dòng)無線SoC的加速演進(jìn)。所謂無線SoC，是指在傳統(tǒng)微控制器的基礎(chǔ)上，集成無線通信模塊的芯片，也被稱為無線MCU。這種無線連接和控制處理“二合一”的集成化設(shè)計(jì)，使得開發(fā)者能夠以更簡潔的架構(gòu)、更快捷的方式開發(fā)出更具性價(jià)比的智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

無線SoC發(fā)展的新趨勢

高集成、低功耗、多協(xié)議支持等特性，一直是無線SoC追求的目標(biāo)。值得注意的是，時(shí)至今日，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和市場的發(fā)展，新一代無線SoC的“進(jìn)化”也呈現(xiàn)出了一些新的趨勢，歸納起來，有以下幾點(diǎn)：

1AI/ML功能的融入

將AI (人工智能) 功能引入物聯(lián)網(wǎng)邊緣端設(shè)備，以滿足實(shí)時(shí)性、安全性等方面的應(yīng)用要求，已經(jīng)是大勢所趨。因此，在無線SoC中集成AL/ML加速處理引擎，提升系統(tǒng)的性能和算力，在本地實(shí)現(xiàn)邊緣AI應(yīng)用，肯定是產(chǎn)品迭代升級(jí)中一個(gè)重要考量。

2無線多協(xié)議共存

多協(xié)議支持，目前已經(jīng)成為主流無線SoC的標(biāo)配功能，加之在特定應(yīng)用場景中（如智能家居和樓宇）無線互聯(lián)設(shè)備數(shù)量的增加，以及由Matter標(biāo)準(zhǔn)所推動(dòng)的不同生態(tài)體系之間無線設(shè)備的無縫互連和互操作，都會(huì)讓各種無線通信之間的共存成為一個(gè)不容忽視的挑戰(zhàn)。

3物聯(lián)網(wǎng)安全的剛需

隨著消費(fèi)者安全意識(shí)的加強(qiáng)，以及世界各國各地區(qū)網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)法規(guī)的完善，無線SoC的安全功能也需要不斷強(qiáng)化。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)無線SoC的安全訴求，不僅是單純的加密保護(hù)，而是從硬件到軟件一整套的安全策略和方案。

4支持不同應(yīng)用場景的靈活性

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用“碎片化”的特點(diǎn)，對(duì)無線SoC產(chǎn)品線路圖的規(guī)劃是個(gè)挑戰(zhàn)。應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，一方面需要聚焦某些典型的、規(guī)?；瘧?yīng)用，在芯片的設(shè)計(jì)上進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化，形成差異化優(yōu)勢；另一方面則是要不斷擴(kuò)充產(chǎn)品組合，為開發(fā)者提供不同資源配置的產(chǎn)品，以便與不同目標(biāo)應(yīng)用相匹配。

5適應(yīng)未來需求的可擴(kuò)展性

除了要考慮眼前的市場需求，無線SoC還必須考慮整個(gè)產(chǎn)品線未來的可擴(kuò)展性，這既需要穩(wěn)定的工藝制程和可擴(kuò)展的硬件架構(gòu)作為基石，也需要配套的開發(fā)工具和軟件提供完善的外圍開發(fā)生態(tài)，以快速響應(yīng)市場的發(fā)展和變化。

新一代無線SoC產(chǎn)品

順應(yīng)上述的趨勢，眾多半導(dǎo)體廠商都在緊鑼密鼓地打造下一代無線SoC產(chǎn)品。在新一輪的競逐中，Silicon Labs率先推出了采用22nm工藝節(jié)點(diǎn)的第三代無線SoC，在計(jì)算能力、集成度、安全性和能源效率等方面都進(jìn)行了全面的優(yōu)化，可以說為新一代無線SoC產(chǎn)品“打了個(gè)樣”，樹立了一個(gè)新標(biāo)桿。

SiXG301系列是Silicon Labs系列中的首批產(chǎn)品，其主控采用Arm Cortex-M33內(nèi)核，運(yùn)行頻率高達(dá)150MHz，同時(shí)還設(shè)有無線電和安全引擎專用內(nèi)核；高達(dá)4MB閃存和512kB RAM的內(nèi)存配置使其可支持要求更高的應(yīng)用。SiXG301系列還支持Silicon Labs的并發(fā)多協(xié)議 (CMP)，支持多協(xié)議應(yīng)用，有助于簡化制造商的供應(yīng)鏈管理和終端用戶的操作。

首批發(fā)布的SiXG301系列包括兩個(gè)子系列——SiBG301和SiMG301：前者“B”類型器件是針對(duì)低功耗藍(lán)牙（BLE）而優(yōu)化的產(chǎn)品，可滿足BLE和藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用場景所需；后者“M”類型器件則支持藍(lán)牙、Matter、Thread、Zigbee、動(dòng)態(tài)多協(xié)議和并發(fā)多協(xié)議，可在單個(gè)設(shè)備上同時(shí)運(yùn)行Zigbee和Matter over Thread等協(xié)議。

圖1：SiXG301系列無線SoC框圖（圖源：Silicon Labs）

除了上述的特點(diǎn)之外，SiXG301系列無線SoC還有四個(gè)顯著的優(yōu)勢：

高性能

SiXG301系列無線SoC通過集成邊緣AI/ML加速器，將處理能力提高至100倍以上，讓開發(fā)者能夠在單一器件中更便捷地實(shí)現(xiàn)邊緣AI推理等功能，從而節(jié)省空間和系統(tǒng)成本。

差異化

SiX301系列針對(duì)LED照明應(yīng)用進(jìn)行了特別優(yōu)化，集成了關(guān)鍵功能，包括用于LED控制器 IC的PIXELRZ單線通信接口，以及支持低電平和一致調(diào)光的LED預(yù)驅(qū)動(dòng)器，使其能夠在特定應(yīng)用中簡化設(shè)計(jì)、減少BOM并降低系統(tǒng)成本，形成獨(dú)特的差異化優(yōu)勢。

安全性

Silicon Labs在以SiXG301系列為代表的第三代無線SoC中，集成了其特有的Secure Vault物聯(lián)網(wǎng)安全框架，該架構(gòu)是一套硬件和軟件功能的集合，旨在保護(hù)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備免受篡改、竊聽和其他形式的數(shù)字惡意行為侵?jǐn)_。值得一提的是，Secure Vault技術(shù)已經(jīng)獲得了PSA 4級(jí)認(rèn)證，可在硅級(jí)層面為用戶提供封閉式保護(hù)，更大限度地夯實(shí)整個(gè)系統(tǒng)的安全基礎(chǔ)。

可擴(kuò)展

Silicon Labs的第三代無線SoC是采用通用代碼庫并基于不同內(nèi)存選項(xiàng)構(gòu)建的多無線電解決方案，既向后兼容第二代的無線SoC產(chǎn)品，也為滿足未來開發(fā)需求做好了準(zhǔn)備。這也意味著，采用SiXG301系列進(jìn)行開發(fā)，將具有更高的開發(fā)效率和出色的可移植性，有利于針對(duì)不斷出現(xiàn)的新用例進(jìn)行擴(kuò)展，是解鎖新一代物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用極為合適的“敲門磚”，為樓宇自動(dòng)化、智能照明和智能家居等領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新，提供理想的解決方案。

高效的無線SoC開發(fā)套件

為了助力SiXG301系列無線SoC的應(yīng)用開發(fā)，Silicon Labs還推出了配套的SiXG301 2.4GHz +10dBm開發(fā)套件，為嵌入式開發(fā)者評(píng)估SiXG301無線SoC以及原型開發(fā)提供一個(gè)絕佳的平臺(tái)。

圖2：SiXG301 2.4GHz +10dBm開發(fā)套件（圖源：Silicon Labs）

該開發(fā)套件采用主板+無線電插件板的靈活架構(gòu)。無線電板包括BRD4407A和BRD4408A兩種型號(hào)可選，它們都為SiXG301無線SoC提供了全面的參考設(shè)計(jì)，具有匹配網(wǎng)絡(luò)和PCB天線，可在2.4GHz頻帶實(shí)現(xiàn)10dBm輸出功率。

主板方面，Silicon Labs提供入門套件主板 (BRD4001A) 和無線專業(yè)套件主板 (BRD4002A) 兩個(gè)選項(xiàng)，主板包含一個(gè)板載J-Link調(diào)試器（帶有一個(gè)數(shù)據(jù)包跟蹤接口和一個(gè)虛擬 COM 端口），可通過一個(gè)擴(kuò)展頭，為所連接的無線電板以及外部硬件開發(fā)應(yīng)用程序并調(diào)試。同時(shí)，主板上還包含傳感器和其他外設(shè)資源，可輕松演示SiXG301 SoC的諸多功能。

圖3：SiXG301 2.4GHz +10dBm開發(fā)套件板載資源（圖源：Silicon Labs）

本文小結(jié)

無線連接+控制處理——這是傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中無線SoC的角色定位。而隨著物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，這樣的定位難免會(huì)捉襟見肘，無法滿足不斷變化和升級(jí)的無線連接和應(yīng)用所需。這時(shí)，就需要新一代的無線SoC入場，為開發(fā)者提供一個(gè)具有更高性能、更高安全性、靈活可擴(kuò)展的開發(fā)平臺(tái)。

Silicon Labs的SiXG301系列，以及未來更多的第三代無線SoC正是這樣一款面向未來的平臺(tái)！想要與Ta同行，加速邁入未來萬物互聯(lián)的世界，就從這里起步吧——

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