MCU融合無(wú)線技術(shù)加速物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）在現(xiàn)在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代里，連接是極其重要的一部分。萬(wàn)物互聯(lián)中的每個(gè)環(huán)節(jié)都需要有著足夠可靠的連接。這個(gè)連接還不僅僅需要可靠，還需要靈活，同時(shí)還要能滿足一系列無(wú)線協(xié)議與范圍要求。

無(wú)線MCU，通過(guò)高度集成的方案將射頻無(wú)線電與軟件定義的數(shù)字控制相結(jié)合，解決了此類連接問(wèn)題。無(wú)線MCU可以集成或提供相關(guān)的通信協(xié)議棧，簡(jiǎn)化了物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)。

從MCU到無(wú)線MCU

MCU是我們熟悉的一種集成電路芯片，有著廣闊的應(yīng)用。它是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、計(jì)數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART等等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合可以提供不同的控制功能。

近年來(lái)全球MCU出貨數(shù)量和市場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，MCU廠商紛紛布局各種應(yīng)用的MCU產(chǎn)品線。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量正在以驚人的速度增長(zhǎng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有著可靠連接的需求，這個(gè)可靠不僅僅要求連接穩(wěn)定且快速，還需要足夠靈活滿足一系列無(wú)線協(xié)議與范圍要求。

以往一個(gè)不帶MCU的無(wú)線模塊僅僅是無(wú)線前端模塊，不能單獨(dú)拿出來(lái)使用，需要用戶編寫程序來(lái)驅(qū)動(dòng)此模塊。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上量迅速的現(xiàn)今，這種離散地使用MCU和無(wú)線模塊的辦法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還要求一定的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

而無(wú)線MCU將無(wú)線模塊中的控制程序?qū)懞貌涍M(jìn)MCU中了，無(wú)線MCU可以直接進(jìn)行通訊收發(fā)，不用借助其他工具來(lái)完成，簡(jiǎn)化了物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)。無(wú)線MCU為無(wú)線連接帶來(lái)比以往更多的機(jī)會(huì)，并越來(lái)越多地用于各種應(yīng)用和技術(shù)中。

無(wú)線MCU中的MCU與無(wú)線技術(shù)

無(wú)線MCU和通用MCU一樣，8位、16位和32位的內(nèi)核均有使用。在通訊協(xié)議越來(lái)越多和功能越來(lái)越復(fù)雜的趨勢(shì)下，32位無(wú)線MCU無(wú)疑占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)并統(tǒng)治了高端復(fù)雜應(yīng)用。如果只是簡(jiǎn)單的無(wú)線收發(fā)，8位無(wú)線MCU也可以實(shí)現(xiàn)，低功耗和低成本讓8位無(wú)線MCU占據(jù)了一定的市場(chǎng)地位。

介于二者中間的16位就有些尷尬了，在32位無(wú)線MCU成本的下探加上8位無(wú)線MUC簡(jiǎn)單耐用的發(fā)展趨勢(shì)下，16位無(wú)線MCU目前僅僅只有少數(shù)廠商做了相應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)劃。

從無(wú)線頻率來(lái)看，2.4GHz和Sub-1GHz是無(wú)線MCU使用的兩個(gè)主要頻段，極少部分用的是Sub-1GHz&2.4GHz。我們熟悉的藍(lán)牙、Zigbee等無(wú)線技術(shù)都工作在2.4GHz頻段上。Sub-1GHz&2.4GHz全頻段的產(chǎn)品目前還比較少。

無(wú)線MCU自然少不了其中無(wú)線技術(shù)，Bluetooth、Zigbee、Thread、Matter、Sub-1GHz、Wi-SUN、Amazon Sidewalk等等從點(diǎn)到點(diǎn)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)到廣域網(wǎng)的多種通用標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ脜f(xié)議都有相應(yīng)的無(wú)線方案。非通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的專用無(wú)線技術(shù)在無(wú)線MCU里占比很高，比如TI SimpleLink系列無(wú)線MCU中基于低功耗藍(lán)牙編制的專有無(wú)線協(xié)議。通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議里藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用是占比最高的，藍(lán)牙低功耗的所有優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)在都可以集成到無(wú)線MCU中，有效地為互聯(lián)應(yīng)用提供簡(jiǎn)單的單芯片方案。

除了協(xié)議能力，在物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)場(chǎng)景中，很多設(shè)備都對(duì)功耗和成本十分敏感。所以功耗、成本一直都是無(wú)線MCU內(nèi)卷最嚴(yán)重的性能，各廠商的無(wú)線MCU也都在通信能力，集成度上不斷做出差異化。

小結(jié)

更低功耗、更小尺寸、更高集成和新協(xié)議特性等全新的技術(shù)功能正在增加無(wú)線應(yīng)用的數(shù)量，無(wú)線MCU與應(yīng)用端需求不斷磨合，在龐大的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中做出了一系列大突破，在物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)中扮演著重要角色。