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通信、計量、主控三芯一體,芯象半導體LH3200表計全能小金剛

作者:時間:2021-04-01來源:收藏

【導讀】2020年,部署應用加速發展,技術獲得越來越多的行業認可,芯象半導體依托自身長期技術積累和大規模設計的成功經驗,基于對行業客戶實際需求和物聯網芯片所面臨挑戰的理解,推出一款創新產品,旨在解決行業客戶普遍關注的幾類問題。在MCU產品交貨期拖長、價格上漲的市場環境下,芯象半導體LH3200內置獨立開放Open CPU在試商用中完全替代了原有物聯網方案的外置MCU,幫助客戶降低成本、提升效率,同時也證明: SoC芯片內置獨立Open CPU可以替代物聯網終端設計中的MCU。

本文引用地址:http://www.pfaennle.com/article/202104/424112.htm

【正文】

談到NB-IoT從標準到芯片以及模組,再到設備、網絡、平臺以及行業解決方案,NB-IoT技術都是由中國產業鏈主導的,并且獲得了全球產業鏈的廣泛認可與支持。就LPWA(廣域低功耗物聯技術)而言,NB-IoT是目前市場上的最佳技術選擇——NB-IoT既可以充分利用運營商現有的4G基礎設施,提升網絡利用率與產出率,使能運營商新增長;又可以充分利用NB-IoT當前的產業規模與成熟技術,加快萬物互聯與數字化轉型進程。

NB-IoT也給予了相關行業采用3GPP技術的信心,滿足行業市場加快部署和優化性能的發展需求——3GPP體系是可持續演進和升級的技術體系。隨著2G網絡的減頻退網逐步推進,海量2G物聯網終端的大部分必將由NB-IoT終端替代。

關于NB-IoT在國內的發展,在2020年10月北京國家會議中心舉行的華為NB-IoT億發展產業峰會期間,中國信通院(CAICT)給出了令人振奮的數據:國內NB-IoT發展加速,已形成4+7+N發展梯隊:4個千萬級應用,包括:智能遠傳氣表、水表、智能煙感、電動車為代表的追蹤類應用;7個百萬級應用,包括:白色家電、路燈、門鎖、停車、追蹤、農業、電表;以及更多新興應用,比如POS機、機頂盒、垃圾桶、冷鏈物流、智慧工廠模具管理等。

當前NB-IoT智能遠傳水表、氣表、熱表和NB-IoT非公用電電表是這些應用中最為成熟和規模最大的。廣大表計方案廠商各顯其能,依托現有技術開發出了各種類型的NB-IoT智能遠傳表計方案。不同的技術路線各有優劣勢,未及詳述,但所有的方案都要關注如下幾點:

1、通信性能,要求通信能力強、性能優、表現穩;

2、節能方面,要求功耗足夠低,一個電池至少支持數年應用,生命周期內無需人工替換電池;

3、工作穩定,在線率高,抄讀成功率高;

4、方案成本,在MCU全球缺貨各大原廠紛紛提價的大環境里,如何以更低的成本做出性能優異的智能遠傳表計方案;

5、智能化程度高,能夠自主監測報告電池壽命,如有必要,可以有效幫助水司提前做好預防性維護,提升服務水平和客戶滿意度。

智能表計方案廠商普遍對于NB-IoT芯片寄予厚望,期望其能以更高的集成度、更優的性能、更完善的設計幫助打造更好的行業方案和產品。

芯象半導體LH3200 NB-IoT芯片正是這樣一款產品。新一代全集成NB-IoT終端芯片LOHALINK LH3200是一款創新設計的NB-IoT通信芯片,支持3GPP R14通信標準,超高集成度,單芯片集成基帶處理器BP、電源管理單元PMU、射頻RF單元,通用ADC(6路,10位),溫度傳感器等,另外,芯片內置了一顆獨立開放應用處理器(open CPU)。

依托于自身在數模混合超低功耗設計、3GPP體系架構設計、通信芯片設計方面的長期積累,芯象半導體技術團隊2020年推出了這款架構創新設計的NB-IoT芯片。在芯片設計階段,芯象半導體就與下游表計方案設計商客戶密切合作,充分理解客戶的實際需求和物聯網芯片所面臨的挑戰,結合團隊多款異構多核與SDR架構大規模SoC芯片設計成功的經驗,完成這款高度集成、性能卓越、應用便捷的產品。LH3200具備如下特點:

1、低壓工作模式:在1.92V供電電壓時LH3200可正常工作,在表計數據上傳、閥控機構動作等大電流驅動場景導致能量型電池瞬時供電能力不足,供電電壓大幅下降時,能有效提升表計方案工作的穩定性;

2、超高接收靈敏度:-118dBm接收靈敏度,在網絡覆蓋不夠完善許多應用場景信號欠佳時,基于LH3200的表計方案有更強的網絡環境適應能力;

3、超低功耗:PSM 0.9微安,23dBm發射240mA,確保電池使用壽命滿足行業要求;

4、更高的發射功率:最高發射功率可達25dBm,能夠彌補網絡覆蓋不足所導致的上行通信受限情況;

5、LH3200內置超低功耗脈沖計數器,能夠在0.9uA微功耗下7 X 24小時不間斷計數,而無需MCU工作。因此,基于LH3200設計的表計方案堪稱脈沖表計節能專家;超低功耗計量功能能夠大幅降低智能表計產品的平均功耗,延長電池壽命。LH3200內置計量單元采用了多種防誤判、濾波和抗干擾機制,在極低功耗下,仍然保持極高的計量精度。

6、高精度電池監測:能夠以0.1V精度持續監測電池電壓從而讓云端隨時了解物聯網終端的電池壽命,讓運營方更高效地進行預防性維護。

7、內置獨立開放Open CPU,能夠完全替代傳統物聯網終端雙芯片架構中的外置MCU,且與NB-IoT通信CPU物理隔離,確保用戶可用物理資源獨立、安全、高效、可靠。

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憑借創新的設計和優異的性能,短短半年多時間內,芯象半導體LH3200芯片已經在多個領域應用:某共享設備商業應用(長連接類應用,要求實時響應使用者要求,且要求功耗低、成本低),某表計設備應用,某智能鎖項目應用等等,更多應用蓄勢待發,快速擴大LH3200應用范圍。

特別值得一提的是,在全球MCU供應緊張的特殊時期,芯象LH3200內置Open CPU已在實際應用中大顯身手。

過去一年,新冠疫情對全球經濟影響巨大,全球MCU市場也同樣遭受沖擊,MCU產品交貨期拖長導致供需失衡。業內廣泛報道MCU延期交貨以及價格上漲之情。多家知名專業媒體探討了如何以物聯網芯片內置Open CPU助力物聯網產業、解行業需求燃眉之急。

去年三季度開始,芯象半導體LH3200內置獨立Open CPU已在某商用項目中現場穩定運行用戶應用程序,為客戶方案省卻一顆額外的MCU,不僅降低了物料和生產成本,更縮短了產品開發的周期。

這是芯象半導體LH3200量產供貨以來又一商用場景落地,也是首次在長連接共享設備場景的商用。公司研發團隊與客戶密切配合,迅速將客戶原有方案全部成功實現,LH3200內置獨立Open CPU已完全承擔客戶應用程序的運行,現場運行穩定可靠,方案實現、現場測試調優和運行穩定表現遠超客戶預期,獲得了客戶的贊許。

盡管現網覆蓋并不完善,信號并不穩定,但芯象半導體LH3200在 -118dBm信號強度下保持穩定連接,這也超出了客戶的預期。這說明,芯象半導體這款芯片不僅做到了通信性能優異,更通過現場實戰檢驗為業界證明了一件事——NB-IoT SoC芯片內置獨立Open CPU可以替代物聯網終端設計中的MCU,為客戶節省成本,提升效率。

在完成上述一系列艱苦復雜的工作之余,芯象半導體研發和產品團隊還充分利用內置雙CPU的優勢,迅速實現了OTA在線升級,現場驗證結果表明LH3200遠程在線升級功能穩定、可靠。

在“萬物互聯”的大趨勢下,物聯網作為通信業新興領域,產業市場規模不斷擴大,物聯網技術擁有不可估量的商業價值。全球知名企業家曾宣稱,物聯網將取代互聯網,成為人們生活的最重要部分。當前正值5G技術騰飛、網絡建設起步階段,作為5G廣域物聯網通信技術的NB-IoT正處于大規模商用爆發的前夕。借助NB-IoT技術,城市級的遠程智能抄表、路燈管理、消防設施監控等都將變得輕松而可靠,城市管理、人民生活也將更加智慧。

芯合四象,物聯八方。芯象半導體將全力以赴,以創新迎接挑戰,以實力面向市場,以全新的系列蜂窩物聯通信芯片助力中國經濟發展、社會治理和人民生活的數字化轉型,為中國現代化建設貢獻自己的綿薄之力。



關鍵詞: NB-IoT SOC芯片

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