低功耗物联网新阶段:超低功耗+能量收集技术大放异彩
作者 | 科技眼2022-01-28

物联网技术的迅猛发展,帮助数以亿计的设备实现了越来越全面、智能的功能和应用。随着物联网市场的持续蓬勃增长,设备的供能、续航等问题正在成为新挑战。有没有什么新的节能降耗的方式,可以在未来缓解物联网设备能耗问题,为低功耗物联网带来更加广阔的前景呢?

作为一家持续创新的企业,Atmosic重点关注超低功耗蓝牙技术,利用这项技术,可以将电池使用寿命提高3到5倍。同时,Atmosic充分发挥低功耗蓝牙延长电池续航的能力,还将这项技术与能量收集解决方案相结合,进一步延长电池使用寿命。近日,Atmosic正式宣布推出了新一代ATM33系列产品,在媒体沟通会上,Atmosic营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta以及Atmosic产品营销总监Dylan Ko为OFweek维科网及众多媒体朋友介绍了ATM33系列产品新特性。

低功耗物联网发展进入新阶段

据Atmosic营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta介绍,物联网低功耗无线整体市场每年的年复合增长率都保持在10%以上,预计到2024年,具体的应用终端数量将达到数十亿台。Atmosic的第一代产品相对来说定位在比较基础的一些应用市场,像远程控制、鼠标键盘等。

“随着市场的发展,Atmosic面临的需求也越来越高,客户希望设备具有更强的处理能力,更多的功能,如安全和定位、寻向功能。而要获得这些功能,我们就必须在保证性能的同时保持产品的低功耗运行,以此延长产品的电池使用寿命。”Srinivas Pattamatta认为,现在人们已经进入到了市场发展的第二个阶段,在这个全新的阶段,产品进一步迭代和延伸,可以应用于家居智能设备传感器、血糖监测仪、可穿戴设备以及寻向设备等更多领域。所有这些新的应用都对处理能力有着更高的要求。

低功耗物联网新阶段:超低功耗+能量收集技术大放异彩

(Atmosic供图)

实际上,在ATM33系列推出之前,Atmosic第一代产品ATM2和ATM3已经应用于不同的场景中。得益于一代ATM2和ATM3在市场上取得的成功,Atmosic将一些共同的技术基础沿用到了ATM33系列产品上。Srinivas Pattamatta也重点介绍了三项值得关注的技术:

1.超低功耗——超低功耗技术作为Atmosic的独家专利,没有使用任何其他第三方机构的授权技术,也被用在了自身的芯片设计上。得益于超低功耗技术,Atmosic芯片本身的功耗非常低;

2.受控能量收集——包括不同的能量来源,如光能,射频、热能以及机械能。能量收集技术与超低功耗技术相辅相成,保证所有产品在非常低功耗的情况下运行,以此来延长电池使用寿命,甚至在某些情况下彻底摆脱电池的限制;

3.无MCU感知——在IoT设备和使用场景中,很多设备需要通过蓝牙等无线技术连接到网络。Atmosic与市面上其他技术以及解决方案的不同之处在于,在传感器进行芯片读写时,很多其他芯片需要被完全唤醒,没有任何睡眠的部分。如果采用无MCU感知技术,传感器可以直接将所有的数据写入蓝牙芯片,而不需要唤醒整个芯片,大幅节省所需的功耗。在这里Srinivas Pattamatta还提到另外一项系统层面的技术,射频信号按需唤醒。除了低功耗接收器之外,Atmosic还在芯片上集成了第二个按需唤醒的接收器,它可以让芯片的全部模块进入睡眠模式,只有在接收到特殊的数据包之后才会被唤醒。

以上三项技术在ATM2和ATM3上已经实现了并且搭载到成百上千万台设备上。在此基础上,全新的ATM33系列也增加了其他额外的高级功能,包括:更强的处理能力和嵌入式非易失性存储器(NVM),全系统安全及ARM TrustZone技术,Bluetooth LE5.1/5.2/5.3技术规范及功能,AoA/AoD资产跟踪和寻向技术,光伏/射频能量收集器以及电池支持能力的增强,Sensor Hub处理能力增强—无MCU操作,以及更高的发射功率。

融合超低功耗和能量收集技术:ATM33满足高性能需求

据了解,ATM33系列产品包括两款,分别是ATM3330e和ATM3330,前者支持能量收集功能,后者不支持。ATM33支持蓝牙LE 5.3标准,目前为止Atmosic也是市面上少数几家支持蓝牙5.3的公司。在无线功耗上,接收端低至电流0.7mA,功率-97dBm,传输端电流2.1mA,功率0dBm。同时,接收灵敏度达到-97dBm,结合+10dBm的发射输出,可以覆盖更高的范围,同时实现不错的穿墙效果。

ATM33系列采用了全新的ARM Cortex M33F处理器,工作频率达到了比之前更高的64兆赫兹。基于全新的处理器和更高的工作频率,客户可将Atmosic ATM33系列产品用在更加复杂的应用场景,处理更高工作负载的任务。

随着市场的发展,很多家居自动化、工业应用等都对安全和安防性能有着更高的要求,ATM33也支持ARM TrustZone,包括安全启动、安全调试、安全OTA。

NVM、RAM以及ROM内存技术的采纳不仅可以帮助客户完成系统层面的解决方案的设计,也可以更好地运行所有设备以及执行工作任务。

低功耗物联网新阶段:超低功耗+能量收集技术大放异彩

(Atmosic供图)

为了更好地满足不同应用场景的需求,ATM33也提供不同的封装解决方案。首先是QFN(方形扁平无引脚封装),包括5×5mm和7×7mm规格,引脚数分别是40和56;另外一种是WLCSP(晶圆级芯片规模封装),适合其他更小体积的应用场景。

目前,ATM33产品可被应用在医疗卫生领域,例如市场需求增长非常快的动态血糖监测。采用ATM33可以使动态血糖监测产品的电池尺寸大幅减小,从而让这类便携式产品变得非常薄,尺寸进一步缩小。而这类设备通常是塑料材质、紧贴在人身上的,所以越薄越好。

其次,ATM33也适用于一些可穿戴设备,比如健身智能手环,当然也可以延伸到智能戒指、首饰等方面。同时,Atmosic也在与UEI合作开发其他的控制器产品。

得益于处理能力的提升,ATM33系列可被应用在游戏控制器设备上。另外,由于支持蓝牙5.1技术规范,ATM33产品可以实现非常精准的定位和寻向。

最后,家庭自动化设备,包括智能门锁等,所需要的并不仅仅是处理能力的提高,同时必须有非常高的安全性能,这也是ATM33非常适合的一个应用场景。

以上的应用场景都有一个共同点,就是必须使用电池来运行。得益于ATM33的超低功耗技术以及能量收集技术,Atmosic可以为客户产品的设计、开发和升级带来明显的收益。例如遥控器和可穿戴设备不需要像过去那样频繁地为设备进行充电,医疗领域的可穿戴设备通过超低功耗技术可以缩小电池的尺寸,让最终产品变得更薄。

在应用场景落地上,在一些特定情况下,通过能量收集技术甚至可以实现永久续航。在某些资产追踪或者IoT工业互联的场景下,永久续航相较于能每隔一段时间都需要专门请人过来换电池所产生的成本,有着极高的价值。

OFweek维科网了解到,Atmosic现在的战略方向就是持续关注BLE(蓝牙低功耗)市场的创新,因为BLE市场的发展非常迅速,规模非常大。作为一家初创的、正在快速成长的公司,Atmosic不需要贪多,而更适合选择单独的一条技术路径,不断地发力。与此同时,Atmosic也会持续跟踪其他无线技术,包括UWB在内的快速变化,在未来可能也会做出不同的战略选择。


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