Dialog DA1469x發(fā)布:支持藍(lán)牙5.1尋向功能,可實(shí)現(xiàn)厘米級實(shí)時(shí)定位

一直以來，在很多人的印象里，Dialog的標(biāo)簽都是“蘋果電源管理芯片供應(yīng)商”。而且就在去年10月，蘋果還以3億美元拿下了Dialog電源管理專利的授權(quán)，以及部分相關(guān)人員和資產(chǎn)，同時(shí)蘋果還提前預(yù)付了3億美元給Dialog，作為未來三年（2019~2021年）采購的產(chǎn)品費(fèi)用。這也足見Dialog在電源管理領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。

不過，除了電源管理業(yè)務(wù)之外，Dialog的藍(lán)牙低功耗（BLE）和低延遲無線音頻解決方案也很出色。

Dialog的藍(lán)牙低功耗布局

相對于傳統(tǒng)的經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)來說，藍(lán)牙BLE最大的特點(diǎn)就是成本和功耗的降低，且適用于實(shí)時(shí)性要求比較高的領(lǐng)域。除了在傳輸速率上要慢一些之外，還支持1對多廣播，通過Mesh技術(shù)，還能做到多對多，可以應(yīng)用的領(lǐng)域也更為廣泛。

根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)以及Dialog內(nèi)部預(yù)估，IoT領(lǐng)域的藍(lán)牙低功耗應(yīng)用市場規(guī)模，2017年為17億美元，而到2021年將會(huì)增長至31億美元，年復(fù)合增長率達(dá)17%；而在汽車電子領(lǐng)域的藍(lán)牙低功耗應(yīng)用市場規(guī)模，2017年為7.8億美元，到2021年將會(huì)增長至15億美元，年復(fù)合增長率達(dá)17%。足見低功耗藍(lán)牙應(yīng)用市場前景之廣闊。

而此前，Dialog也已在藍(lán)牙低功耗市場耕耘了很久。據(jù)介紹，Dialog目前已擁有針對IoT市場的非常廣泛的藍(lán)牙低功耗SoC產(chǎn)品組合，包括可擴(kuò)展性和安全性更高的DA146xx系列和更小尺寸更低成本的DA145xx系列。

據(jù)介紹，目前Dialog的藍(lán)牙低功耗SoC累計(jì)出貨量已超過2.5億套，年增長率高達(dá)50%。

Dialog DA1469x發(fā)布

2月21日，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟Bluetooth SIG在北京舉行媒體發(fā)布會(huì)，介紹了藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟近日推出的藍(lán)牙核心規(guī)范 Core specification 5.1內(nèi)容和技術(shù)細(xì)節(jié)，該新藍(lán)牙核心規(guī)范V5.1引入了期待已久“尋向功能” （direction finding），這一全新功能可幫助設(shè)備明確藍(lán)牙信號(hào)的方向，進(jìn)而幫助開發(fā)厘米級的實(shí)時(shí)定位和室內(nèi)定位藍(lán)牙方案。

Dialog半導(dǎo)體公司低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān)Mark de Clercq

為了進(jìn)一步為廣泛的IoT連網(wǎng)消費(fèi)類應(yīng)用提供更強(qiáng)大的處理能力、更多資源、更大的覆蓋范圍、和更長的電池續(xù)航能力，同時(shí)緊跟藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的最新的藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn)，2月25日，Dialog在北京舉行新品發(fā)布會(huì)，正式宣布推出其最先進(jìn)、功能最豐富的無線連接多核微控制器單元（MCU）SmartBond? DA1469x藍(lán)牙低功耗SoC系列。

全新多核架構(gòu)及業(yè)內(nèi)最佳的連接性能

DA1469x藍(lán)牙低功耗SoC系列，采用了多核架構(gòu)。為了支持復(fù)雜的應(yīng)用、算法和數(shù)據(jù)處理能力，DA1469x是第一個(gè)采用基于ARM Cortex-M33（96 MHz）內(nèi)核的量產(chǎn)無線微控制器SoC系列?？蔀楦叨私∩碜粉櫰鳌⑾冗M(jìn)智能家居設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)游戲控制器等計(jì)算密集型應(yīng)用提供更強(qiáng)大的處理能力。

為了增強(qiáng)DA1469x系列的傳感功能，其還配備了傳感器節(jié)點(diǎn)控制器（SNC），該SNC基于可編程微型DSP，可自主運(yùn)行并獨(dú)立處理來自與其數(shù)字和模擬接口相連的傳感器的數(shù)據(jù)，只在需要時(shí)喚醒應(yīng)用處理器。

另外，為滿足多種應(yīng)用的連接功能需求，DA1469x系列還集成了新型無線電收發(fā)器。覆蓋范圍的擴(kuò)展，主要是將輸出功率從0 dBM升級到6 dBm，還有接收靈敏度也提高了4dBm。而且用戶在應(yīng)用當(dāng)中可以選擇讓輸出功率是6還是5、4、3、2、1、0 dBm 甚至更低，可以根據(jù)應(yīng)用不同需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。結(jié)合基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核的軟件可配置協(xié)議引擎，不僅支持最新的藍(lán)牙5.1協(xié)議，還可支持后續(xù)協(xié)議的升級。

支持最新的藍(lán)牙5.1“尋向功能”

同時(shí)，DA1469x系列還加入了對于最新的藍(lán)牙5.1“尋向功能”，即達(dá)到角度（Angle of Arrival，AoA）和離開角度（Angle of Departure，AoD）特性的支持，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。根據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟，公布的數(shù)據(jù)顯示，這一功能可以檢測5度角內(nèi)的信號(hào)方向，從方向上更準(zhǔn)確地確定追蹤物品所在的位置。同時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)厘米級位置精度的藍(lán)牙定位。

其中，AoA方法主要針對實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（Real Time Location Systems，RTLS）、物品追蹤和地標(biāo)信息，它的工作過程是，發(fā)射器通過單一天線發(fā)送特殊的數(shù)據(jù)封包，接收器借助以陣列排布的多個(gè)天線接收數(shù)據(jù)，由于天線之間的間距不同，天線會(huì)得到所接收到的信號(hào)相位差，在有源天線之間切換時(shí)，從接收的信號(hào)中獲取IQ樣本，最后通過數(shù)據(jù)計(jì)算得出信號(hào)的相對相位，得出設(shè)備相互之間的角度后再通過三邊測量法就可以實(shí)現(xiàn)尋向功能。

AoD方法主要針對室內(nèi)定位系統(tǒng)（Indoor Location System，IPS），它和到達(dá)角方法相反，發(fā)射器是多天線，接收器是單天線。發(fā)射器在以陣列排布的有源天線之間切換時(shí)，發(fā)送特殊的數(shù)據(jù)封包，接收器通過單一天線接收信號(hào)并獲取IQ樣本，最終計(jì)算出信號(hào)的相對相位?，F(xiàn)在，通過引入全新的尋向功能，藍(lán)牙接近類解決方案將能夠添加與設(shè)備方向相關(guān)的功能。例如，物品追蹤解決方案將不僅可以告知用戶已臨近財(cái)物標(biāo)簽位置，還能讓用戶了解其所處的方向，顯著提升用戶體驗(yàn)。

可以說，全新的藍(lán)牙5.1“尋向功能”為樓宇門禁、無鑰開鎖系統(tǒng)、物品追蹤等需要精準(zhǔn)室內(nèi)定位的設(shè)備開辟了新的機(jī)會(huì)。

Dialog此次發(fā)布的DA1469x系列也加入了對于藍(lán)牙5.1“尋向功能”的支持。同時(shí)，DA1469x支持蘋果的HomeKit套件。Mark表示，“如果想融入智能家居生態(tài)的話也有mesh的支持，這些是我們向客戶提供的軟件應(yīng)用。另外我們提供AoA和AoD應(yīng)用程序編程接口（API）和軟件，所以客戶可以使用這些軟件工具來將這些功能集成到智能門鎖中?！?/p>

▲DA1469x系列支持的藍(lán)牙5.1“尋向功能”演示

需要注意的是，對于無論是標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，還是藍(lán)牙尋向功能的應(yīng)用，天線的設(shè)計(jì)都是非常重要的。Dialog將提供非常清晰的應(yīng)用筆記，以及天線的參考設(shè)計(jì)，使得客戶可以模仿這些設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)出來的性能是最優(yōu)的。在當(dāng)天Dialog的演示當(dāng)中也有配套的RF天線，Mark表示后續(xù)也會(huì)公布該RF天線設(shè)計(jì)。

出色的系統(tǒng)電源管理和控制

我們都知道，電源管理技術(shù)是Dialog的強(qiáng)項(xiàng)，這也使得DA1469x系列的功耗控制非常的優(yōu)秀。DA1469x集成了最先進(jìn)的電源管理單元（PMU），可以通過控制不同的處理內(nèi)核，并只在需要的時(shí)候激活它們，提供業(yè)內(nèi)最佳的電源管理。

Dialog半導(dǎo)體公司低功耗連接業(yè)務(wù)部總監(jiān)Mark de Clercq表示，“除了剛才提到的最先進(jìn)的電源管理單元以外，DA1469x系列還有七個(gè)獨(dú)立的電源域。獨(dú)立的電源域可以在你需要的時(shí)候才提供電，比如說在你要用藍(lán)牙的時(shí)候，只有藍(lán)牙相關(guān)的電源域才會(huì)供電。你需要用傳感器的時(shí)候，只有傳感器節(jié)點(diǎn)控制器會(huì)供電。根據(jù)每項(xiàng)不同的功能，可以保證用電量是最低的?！?/p>

另外，DA1469x系列集成的PMU還可提供3個(gè)穩(wěn)壓電源軌和1個(gè)LDO輸出，為外部系統(tǒng)元件供電，無需額外的電源管理IC（PMIC）。

豐富的用戶界面

DA1469x系列還配備了一系列關(guān)鍵的接口，包括顯示驅(qū)動(dòng)器、音頻接口、USB、高精度ADC、能驅(qū)動(dòng)ERM和LRA電機(jī)的觸覺控制驅(qū)動(dòng)器、以及可編程步進(jìn)電機(jī)控制器。

出色的安全性能

另外，在IoT領(lǐng)域，安全性也是非常重要的，所以DA1469x系列在優(yōu)化安全引擎上付出了大量的努力。

“在安全方面首先是要確保IP安全，很重要的是外部數(shù)據(jù)要能夠得到驗(yàn)證，還有安全的booting等，我們通過在QSPI閃存控制器中增加了安全選項(xiàng)，可以執(zhí)行來自外部閃存的驗(yàn)證并加密的鏡像。為了防止不必要的密鑰訪問，我們也有專用的分開的OTP安全密鑰存儲(chǔ)。密鑰管理是在硬件中進(jìn)行，同時(shí)還可以阻止從處理器或外部端口進(jìn)行訪問。所有安全功能都是在硬件中加速的，實(shí)現(xiàn)AES、哈希函數(shù)、真隨機(jī)數(shù)生成器。這些功能是專用于處理器的，獨(dú)立實(shí)現(xiàn)端到端的藍(lán)牙鏈路加密，右邊突出顯示的藍(lán)牙處理器有自己的加密引擎，來加密數(shù)據(jù)鏈路，這些功能是專屬于處理器的?！盡ark介紹道。

另外，對于可能存在的來自物理層面攻擊，Mark表示："我們將安全密鑰保存在獨(dú)立一次性可編程(OTP)Block中，即使有人發(fā)起物理攻擊，嘗試從串行電路板或處理器去訪問密鑰，密鑰是被屏蔽保護(hù)的，加密內(nèi)核與串行電路和處理器是完全隔離的。這個(gè)安全性能可以允許一些應(yīng)用無需添加外部安全元件，但是像銀行級應(yīng)用還會(huì)再多加一層外部的安全元素，實(shí)現(xiàn)更高級的安全特性，避免更復(fù)雜的物理攻擊，比如芯片去層。"

占板空間及成本優(yōu)勢

Mark表示，DA1469x系列是真正的單芯片系統(tǒng)解決方案，因?yàn)樗歉叨燃傻?，所以使終端應(yīng)用開發(fā)變得非常簡單。它能夠幫助客戶減少系統(tǒng)成本，減少占板空間，同時(shí)因?yàn)樵?shù)量減少了，所以使得生產(chǎn)可靠性也提高了。

具體來說，DA1469x系列由于集成度非常的高，不僅使得其在PCB板上的占板面積大幅降低，同時(shí)也使得其成本相比多個(gè)分立器件的組合更低。根據(jù)Dialog公布的數(shù)據(jù)顯示，DA1469x可以減少38mm2的PCB占板空間，同時(shí)BOM成本可以降低1.28美元。

供貨情況

DA1469x系列包括DA14691/5/7/9四款產(chǎn)品，其中DA14691/5支持通用MCU應(yīng)用，DA14697/9可支持一些特定應(yīng)用。目前這四款產(chǎn)品已經(jīng)開始量產(chǎn)，并且已可對外提供樣品。

同時(shí)，Dialog還為其配套了專業(yè)版和 USB dongle 開發(fā)套件。此外，還將聯(lián)合AzureWave于二季度推出DA14691模塊，這個(gè)模塊是經(jīng)過Dialog認(rèn)證的，客戶可以直接使用這個(gè)模塊，無需再進(jìn)行額外的認(rèn)證。

在軟件開發(fā)工具方面，使用DA1469x產(chǎn)品系列的開發(fā)人員可以利用Dialog的軟件開發(fā)套件SmartSnippets?，為其提供在該新MCU上開發(fā)業(yè)內(nèi)最佳應(yīng)用所需的工具。