日前，由中國最大本土分銷企業世強攜手Silicon Labs共同傾力打造的2014創新技術巡回研討會在北京圓滿落下帷幕。此次研討會從上海啟動，巡回至杭州、深圳再到北京，超過500位熱衷設計電子業界人士到場聆聽、體驗和交流。

圖1. 世強2014創新技術巡回研討會深圳站一瞥。

    從某種意義上說，這是一場關于物聯網（IoT）產品與技術創新的專業盛會，來自雙方的資深技術專家親臨現場，以物聯網應用為主線，串起了Silicon Labs極具優勢的低功耗MCU、高性能傳感器、高靈敏度無線收發器及任意頻點可編程時鐘技術等。

    “或許大家還沒有意識到，我們所做的產品很多其實已經跟物聯網相關聯。物聯網是基于互聯網的發展和延伸，越來越多的終端正在不斷融入這個巨大的網絡，給我們電子產業帶來眾多的發展機會和技術挑戰。”研討會主持人——世強市場經理張園根一席開場白直切主題。

    相比很多處于概念階段的物聯網產品和技術，Silicon Labs公司已經在不斷地推出成熟技術和產品，攜手世強助推各種物聯網應用“落地”。據悉，該公司每年有超過10%的營收是來自物聯網應用。

    8位/32位超低功耗MCU齊頭并進

    MCU是發展物聯網不可缺少的核心技術，例如在物聯網的感知層，移動終端的體積越來越小，速度越來越快，電池壽命越來越長……這就要求MCU不光要“嵌入”，還要低功耗。對Energy Micro的收購，強化了Silicon Labs的低功耗嵌入式的設計能力。Energy Micro擁有業界最低功耗的32位微控制器產品——EFM32，其最低待機功耗只有900nA。

    Silicon Labs亞太地區MCU高級市場營銷經理彭志昌在演講中指出：“與現今市場上排在前10位的其他低功耗微控制器相比，基于Cortex M0的EFM32消耗的能量僅為其他同類8-bit、16-bit 或32-bit 微控制器的四分之一，堪稱微控制器領域省電的王者。”

    如下圖2所示為EFM32 MCU的產品選擇，按內核分為3大類：M0+、M3、M4。其中以M3的系列最為豐富，從低端到高端有4個系列，包括：Tiny，Gecko，Leopard，Giant。高端還可以支持TFT和USB功能，最大flash可以支持1Mb。最小封裝有QFN24。

圖2. 世強提供豐富的EFM32產品選擇和技術支持。

    “從M0+到M4，所有型號的EFM32 MCU都是軟件兼容的，不同型號之間，相同后綴名可以pin-to-pin兼容，所以對于后續平臺的升級非常方便。”彭志昌指出。

    雖然收購Energy Micro令Silicon Labs的MCU部門增加了250種ARM Cortex-M處理器EFM32 Gecko，但Silicon Labs并沒有放棄經典的8位8051架構產品線，這為客戶提供了更加靈活的選擇。

    本次大會上，世強的資深技術工程師楊波介紹了100MIPS的8位MCU創新設計與應用。Silabs 8bit MCU是高度集成的混合信號系統級芯片，具有與8051兼容的CIP-51微控制器內核，指令集與MCS-51完全兼容。如下圖3所示為Silabs MCU的產品分類，包括：低功耗系列、USB功能系列、常規系列、汽車級系列、高性能混合模擬及無線MCU系列。

圖3. Silabs MCU的產品分類。

    “最早的MCS51內核，一般一個指令周期至少需要12個時鐘周期，所以運算速度相對來說比較慢。而Silicon Labs加載了獨特的指令結構，實行流水線操作，其70%的指令只需要1到2個時鐘周期就可以完成，所以速度達到25MIPS～100MIPS，并且在整個電壓范圍內全速運行。”楊波指出。

    高性能、低功耗（業界最低Sleep Mode電流10nA，Active Mode電流160uA/MHz）、強大的模擬特性（集成高分辨率16位ADC和12位DAC，高精度振蕩器）和高集成度（USB & Wireless；MCU + Wireless收發器）是Silicon Labs 8bit MCU最主要的優勢特性。

    盡管世強能給客戶提供的既有32位ARM Cortex-M微控制器，又有經典的8位MCU 8051。但光有了這些“硬菜”還不夠，為了簡化用戶的開發流程，Silicon Labs發布了Simplicity Studio開發平臺，并于今年3月份更新了最新版本。最新版Simplicity Studio同時支持Silicon Labs的32位EFM32 Gecko微控制器和8位MCU的開發，并集成了基于Eclipse的集成開發環境（IDE），支持32位和8位嵌入式系統。

    眾多產品選擇、良好的軟硬件兼容，專業的技術支持讓客戶的平臺切換、產品開發更簡單，大大減少開發工作，縮短開發周期……世強的MCU產品優勢不勝枚舉。

    實現萬物互聯的豐富傳感器選擇

    如果說MCU是物聯網中控制系統的大腦，那么大腦將要通過各種各樣的傳感器來獲得數據。Silicon Labs的傳感器目前涵蓋溫濕度，紅外接近，環境光，手勢感應，電壓電流，以及全球首款單芯片紫外線傳感器等，能滿足眾多的物聯網傳感器需求，并且新產品還在不斷推出。

圖4. Silicon Labs的傳感器產品概覽。

    Si11xx 紫外線指數、環境光和接近/手勢傳感器是研討會上世強專家重點介紹的產品。這是Silicon Labs在今年2月份推出的業界首款適用于智能手機和可穿戴式產品的單芯片數字紫外線(UV)指數傳感器IC，設計旨在檢測UV光照強度、心臟/脈搏速率、血氧飽和度，以及提供接近/手勢控制等。

    傳統的UV傳感器由對UV敏感的光電二極管、外置的微控制器(MCU)、模數轉換器(ADC)以及信號處理固件組成。Silicon Labs首先將所有這些功能集成到單芯片解決方案中，超小的2mm x 2mm封裝有助于減小最終設計的尺寸且降低物料清單(BOM)成本。

    UV指數傳感器的超低功耗架構可幫助用戶采用更小電池實現更薄的可穿戴式設計，在每秒一次的UV測量速率下平均電流低至1.2μA，有效的延長了電池壽命。在功耗顯著低于同類產品條件下，傳感器也提供了更大的靈敏度和感應距離。憑著單一的25.6μs紅外光LED工作時間，高靈敏度的IR傳感器能夠在移動感應和手勢識別應用中明顯延長電池壽命，同時保持長達50cm的感應距離。此外，LED電流動態調整也進一步降低了系統功耗。

    Si1132是全球首款單芯片數字紫外線指數傳感器，具有工業標準的I²C接口可讀取數字化的UV指數數據。Si1145/46/47 UV和IR接近/環境光傳感器，根據型號提供單、雙、三個LED驅動器集成選項，可為手勢識別提供15級可選擇的驅動等級。

    此外，世強專家還介紹了Silicon Labs的Si701x/2x溫濕度傳感器，如下圖中的智能家居傳感模塊中就有用到。

圖5. 世強展示的智能家居傳感模塊。

    無線網絡技術側重SUB-G和Zigbee

    對于實現萬物互聯必須具備的無線網絡技術，世強的關注點在于SUB-G和Zigbee技術。如下圖6所示的Zigbee Demo和Si4438無線收發模塊就在展會現場吸引了眾多工程師圍觀。

圖6. 世強展示的Zigbee Demo和Si4438無線收發模塊。

    使用CMOS的RF技術一直是Silicon Labs的強項，其被廣泛應用于廣播、電視、接口電路等應用。但是由于空白頻段技術尚未興起，想要涉足物聯網領域，Silicon Labs還需要發展新的協議下的無線技術。Silicon Labs收購的Ember公司正是智能儀表和家庭區域網絡（HAN）產品的ZigBee技術世界領先供應商，同時作為ZigBee聯盟的領袖，他還具有業內最優秀的協議棧，可以支持成千上萬個節點并避免網路阻塞等狀況的發生。在代碼應用方面都有完整的協議包，方便用戶按需調用。收購為Silicon Labs增添了Ember ZigBee無線SoC產品線和相應的工具，包括EM35x SoC和網路協同處理器（NCP）產品以及EmberZNet PRO軟件。
今年3月份，EM35x SoC又添新成員——EM358x SoC產品系列，EM358x SoC產品系列提供了額外的Flash和RAM存儲容量選項，滿足更大、更復雜的智能能源和家庭自動化設計需求。

    EM35x和EM358x ZigBee芯片是業內領先的基于 ARM Cortex-M3 的ZigBeeSoC系列，其可在一個緊湊的封裝內提供無與倫比的性能、功耗和代碼密度。EM35x和EM358x 系列結合了一個 2.4 GHz IEEE 802.15.4 無線電收發器與一個 32 位微處理器、閃存和 RAM，具有受硬件支持的強大的網絡級調試功能。這些設備結合了 ARM 工具的強大生態系統，使 OEM 可以簡化開發過程，并縮短上市時間。

    而在SUB-GHz方面， Silicon Labs的新型Si4438 EZRadioPRO產品為中國智能電表量身定做，是中國智能電表市場上最節能的sub-GHz無線解決方案，所提供的睡眠/待機電流（50nA，寄存器內容保持）比同類收發器低40倍。

    利用高效的片上功率放大器(PA)，Si4438 IC通過提供+20dBm輸出功率、-124dBm靈敏度、114dB鏈路預算和58dB臨近通道抑制等規格特性，可為智能電表延長傳輸距離并提供可靠的通信鏈路。同時，內置的分集式天線和跳頻支持可進一步擴展傳輸距離、增強無線性能。由于分集式天線緊密集成到Si4438收發器，因此可以提高系統鏈路預算8~10dB，即使在惡劣的環境條件下也可以有效延長傳輸距離。

    特別值得一提的還有Si4010 發射解決方案，相比競爭對手解決方案，其外部只需接一個電容器。

圖7. Si4010 發射解決方案外部只需接一個電容。

    在時鐘方面的創新

    時鐘被喻為電子系統的心臟，在物聯網中，自然也少不了這方面的創新。基于CMEMS（CMOS+MEMS）技術的MEMS振蕩器，可以說是Silicon Labs最顯著的技術創新之一。通過結合MEMS和CMOS兩者的最好特性，CMEMS可編程振蕩器能夠為成本和功耗受限的嵌入式、工業和消費類電子應用提供最佳的通用型振蕩器解決方案，最終成為優秀的石英晶體振蕩器（XO）替代解決方案。CMEMS相比XO的優勢如下：

    1、針對成本、空間和功耗敏感型應用的通用振蕩器；

    2、定制樣片交付時間少于2周；

    3、直接替換晶體振蕩器 (XO) ；

    4、在客戶現場使用現場編程器立即定制樣片；

    5、高穩定性和可預見性供應鏈；

    6、在全溫度范圍、撞擊、震動等環境下，具有10年的高穩定頻率輸出；

    7、性能與XO相比，在震動、撞擊、溫度和老化環境下更可靠。

    Silicon Labs時鐘產品集包含所有構建強大、可靠的系統時鐘樹所需的模塊。如下圖8所示，世強提供一站式時鐘產品的采購。“從圖中的金字塔可以看到，除了頂尖的產品，比如原子鐘、銫子鐘，TXO、UXO目前還沒有涉及，而像去抖時鐘，XO、VCXO，包括X86的時鐘等，世強都能提供，您只需要告訴我們你的時鐘頻點參數需求，剩下的我們幫你完成！”Silicon Labs Silicon Labs高級現場應用工程師羅林全表示。

圖8. 世強提供一站式時鐘采購服務。

    把脈物聯網技術大趨勢，幫助客戶成功

    以上介紹的MCU、傳感器、無線收發器及任意頻點可編程時鐘技術只是世強&Silicon Labs物聯網解決方案的一部分。事實上，物聯網是一個龐大而多樣化的市場，需要混合信號技術、最大能源效率和多樣化產品，所有對于物聯網（IoT）應用核心半導體器件的要求都可以歸結為：高集成、高性能、低功耗、種類多、體積小、速度快等，在IoT這個令人激動的應用中，需要無線、低功耗 MCU、電源、傳感器、軟件和開發工具的全方位支持。

    正如研討會主持人總結道，“世強在過去20年中不斷進行企業能力建設，不斷進行市場和技術創新以開拓新的業務領域，致力于幫助客戶成功。把脈物聯網技術大趨勢，未來世強將攜手Silicon Labs為中國廠商提供更多最具競爭優勢的創新產品和技術方案。”<