多协议通讯系统提供更丰富的用户体验

无线标准呈现明显趋势，朝向提供更高的无线性能、更大的带宽和更低的延迟发展。这不仅对原始速度很重要，也支持了快速增长、希望透过不同协议连接的装置数量，例如在智能家庭中：智能音箱和电视、恒温器、扫地机器人、智慧窗帘、智能烤箱和冰箱、视讯门铃等，这个清单无穷无尽。
同样地，我们也不希望被绑在手机上。谁会在家里到处携带手机呢？如果我正透过无线耳机听 Spotify，然后需要去另一个房间，为什么不让 Wi-Fi 在我超出手机蓝牙连接范围时接管音乐串流呢？UWB 还增加了精确定位功能，用于「寻找我的 X」等其他可能性。消费者和工业产品制造商看到了蓬勃发展的机会，并要求多协议选项来支持他们对无缝无线通信系统体验的愿景。


 
图一 : 无线标准呈现明显趋势，朝向提供更高的无线性能、更大的带宽和更低的延迟发展。

通讯系统的市场机会
想想看智能家居装置的 Matter协议 - 它简化了围绕多个产品供货商装置建构的高度自动化家庭的一切。在设置和日常使用中都能无缝协作。这同样适用于娱乐、游戏和个人助理装置、无线接入点，为什么不能应用到我们的手表或手机上呢？或者任何其他分布式无线装置普遍存在的情境？
ABI Research 预测，到 2028 年，无线通信系统的装置总可用市场（TAM）将达到 160 亿台，并在此之后持续健康增长。他们的预测同样显示，个别协议支持将稳定增长，突显出对于更复杂的使用情境，没有单一协议能满足所有需求。
ABI 也显示出 UWB 在高精度、安全性和安全使用情境中的采用率不断增长，例如汽车连接联盟（Car Connectivity Consortium；CCC）标准的汽车数字钥匙，以及车内雷达应用中的儿童和人体存在检测。透过手机或手表进行电子支付是另一个需要 UWB 提供安全性的引人注目应用。然而，UWB 的功耗相对较高，因此通常会与蓝牙一起使用。

作为通讯系统市场扩大的进一步证据，已有多家半导体供货商提供多协议全芯片解决方案：
‧ 具备 Wi-Fi 6 1×1 + BLE + 802.15.4 的无线 MCU
‧ 具备 Wi-Fi 6 2×2 加蓝牙双模式（BTDM）的解决方案，适用于手机、PC、电视和高端装置
‧ 具备 Wi-Fi 7 2×2 加 BTDM 加 802.15.4 的解决方案，适用于手机，以及相同组合但不同芯片的接入点
‧ 具备 Wi-Fi 7 2×2 加 BTDM 加 UWB 的解决方案，适用于手机，提供更高效的数据传输、安全性和定位
‧ 具备 Wi-Fi 加 BTDM 的耳机（提供更高质量的无损音讯）
‧ 以及更多装置，例如 UWB+BLE（用于室内定位追踪和数字钥匙）

作为全芯片解决方案，这些产品中的一些显然是针对高端产品的。高产量的消费性和工业产品开发商希望建构完全整合的解决方案，这正是 Ceva-Waves Links IP 平台发挥作用的地方。

透过 Ceva-Waves 实现多协议连接
Ceva 的嵌入式通讯系统，目前每年为约 10 亿颗蓝牙芯片和约 2 亿颗 Wi-Fi 芯片提供动力。对于新兴的 UWB 和 802.15.4 市场，也有相应的解决方案。这些所有 IP 组件已经在出货中，为一些 Ceva 合作伙伴提供上述描述的多协议连接解决方案，尽管现在是以嵌入式实现的形式。
然而，这些合作伙伴中不乏承认他们的专长在于自身产品和其附加价值，而非多协议通讯系统。我们有时发现他们在优化组合多种无线选项，以及将这些数位子系统连接到共同的射频前端时遇到困难。这些挑战部分源于多种数字选项本身的复杂性，加上额外的软件／配置文件组件；部分则来自于管理在共享无线频谱段（例如 2.4 GHz）内运作的讯号之间的有效共存。


 
图二 : 家庭连接：无线通信平台

为了帮助克服这些挑战，Ceva推出Ceva-Waves Links，这是一个新的多协议无线平台 IP 系列。这个平台系列的第一个成员是 Ceva-Waves Links100，整合 Wi-Fi 6、蓝牙 5.4 和 802.15.4，包含在台积电 22nm ULL 制程中的低功耗多协议无线电，以及相关的软件和配置文件堆栈。这个通讯系统平台已经在物联网应用中部署。随着市场需求的演变，Links 系列将会增加更多成员。

这个解决方案有几个客制化的组件。首先，我们只整合合作伙伴所要求整合的组件。如果需要 Wi-Fi IP 和 BLE IP，我们将提供一个完全符合该需求的整合通讯系统 IP，省略 802.15.4 和 UWB 的支持。整合的解决方案还将进一步优化共存性，以最小化这些子系统之间的干扰。其次，提供的平台预设包含一个预先整合的通用 RF 接口。另外，也提供与首选合作伙伴或内部 RF 选项的整合，可选择多种晶圆制造流程和节点。

当然，Ceva-Waves Links 已经利用了既有的 Ceva-Waves 单一协议解决方案的优势，包括：
‧ 为成本敏感的物联网应用优化的 Wi-Fi 6，或具备 MLO 的进阶 Wi-Fi 6/6E/7，适用于各种使用情境，从节能的物联网到高速资料串流
‧ 蓝牙 5.4 双模式，包含蓝牙音频和 Auracast，以及全面的蓝牙配置文件套件，还有用于通道探测和更高数据传输量的下一代蓝牙
‧ IEEE 802.15.4（用于 Thread、ZigBee、Matter）适用于智能家庭应用
‧ UWB，支援 FiRa 2.0、CCC Digital Key 3.0 和雷达，用于创新的微定位和感测功能。

多协议通讯系统已经开始蓬勃发展，具竞争力的消费性和工业产品将需要快速且自信地适应这一趋势。我们已经看到产品开发者积极地将这些选项设计到他们的下一代产品中，无论是在芯片还是芯片组平台上，目标是让他们的产品在赢者全拿的市场中脱颖而出。您可以藉助 Ceva 的帮助，透过基于广泛采用的无线连接产品组合的 Ceva-Waves Links 平台来实现这一目标。

（本文作者Franz Dugand为Ceva无线物联网事业部销售与营销资深总监）