就像是跳著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的凌波舞必須越來越低一樣，一家新創(chuàng)公司日前跳脫“隱藏模式”，將蜂巢式網(wǎng)絡(luò)推向功耗和價格的新低點。
新創(chuàng)公司Riot Micro現(xiàn)正出樣一款為最新4G IoT標(biāo)準(zhǔn)量身打造的基帶芯片。據(jù)稱這款RM1000芯片只需用約幾毫安培(mA)到幾微安培(uA)的電流，而且能以遠(yuǎn)低于業(yè)界目標(biāo)——每模組5美元的價格銷售。
全球各地的營運商才剛剛啟動各種基于LTE的蜂巢式IoT網(wǎng)絡(luò)。他們的目標(biāo)在于超越這一波新興的各種低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)，如LoRa、Sigfox，以及802.11ah Wi-Fi等等。
Riot Micro的芯片是專為用于處理窄頻物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)和LTE Cat M1 (或稱eMTC)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計的。Riot Micro 執(zhí)行長Peter Wong表示，“這兩項標(biāo)準(zhǔn)的基帶芯片非常類似，彼此之間也存在許多共同點，但卻無法同時執(zhí)行，一次只能使用其中的一種。”
Riot并非在DSP上以軟件建置基帶功能，而是將快速傅立葉變換(FFT)和基帶濾波器分割成幾個實體層區(qū)塊。另外，它還將LTE協(xié)議堆疊精簡為物聯(lián)網(wǎng)規(guī)格所需要的基本要素。
該芯片采用臺積電(TSMC)的55nm技術(shù)制造，透過26MHz ARM M0控制器、嵌入式SRAM和新的PLL，處理NB-IoT和Cat M1。競爭的芯片通常采用執(zhí)行頻率大于100MHz的控制器，以及主要來自外部的最多16MB RAM。
低速時脈速率讓Riot采用低壓差穩(wěn)壓器(LDO)進(jìn)行電源管理，取代更昂貴的DC/DC轉(zhuǎn)換器，因而無需補(bǔ)償快速邏輯元件的雜訊。
其結(jié)果是當(dāng)基帶在處理23dBm傳輸時，從3.7V的電池中汲取約20mA電流。完整芯片組包括第三方功率放大器(PA)和RFIC的功耗則約100mA。
而在睡眠模式下，該元件的功耗還不到2uA。大部份的芯片處于睡眠模式時，程式碼仍會監(jiān)看信號的傳呼通道。RioT宣稱，該芯片由于不需要載入DSP程式碼，因而在進(jìn)入和退出睡眠模式時的延遲也較競爭產(chǎn)品更低。
Wong說：“我們認(rèn)為足以讓蜂巢式網(wǎng)絡(luò)的成本低至與藍(lán)牙相提并論，因而有助于推動物聯(lián)網(wǎng)的部署。”
RM1000評估板采用Skyworks PA以及來自瑞士ACP的RFIC，但也能與Qorvo或其他供應(yīng)商的芯片搭配使用。
積極尋求芯片整合
目前該新創(chuàng)公司面臨著兩大挑戰(zhàn)。其高度客制的基帶意味著它并不支持傳統(tǒng)的2G/3G，以及LTE標(biāo)準(zhǔn)——競爭芯片在DSP核心上以軟件進(jìn)行處理。
Riot認(rèn)為大約在一年前還需要支持2G，但是，Riot行銷副總裁Greg Wynans說：“如今這項需求似乎已經(jīng)消失了。”
現(xiàn)在，營運商更有興趣利用NB-IoT推向功率和價格的新低點。此外，有些人認(rèn)為NB-IoT是其關(guān)閉2G網(wǎng)絡(luò)過渡計劃的一部份，因為2G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計并不支持大規(guī)模的IoT節(jié)點。
Riot的另一項挑戰(zhàn)在于它是一家市場新進(jìn)者，芯片與軟件均尚未經(jīng)過測試。因此，該新創(chuàng)公司正以基地臺與營運商軟件測試其芯片，計劃今年6月以前量產(chǎn)芯片。
Wong說：“以硬件為中心的途徑缺點在于必須正確執(zhí)行。”他補(bǔ)充說，這款可用芯片已經(jīng)開發(fā)出來四個月了，“我們沒有在DSP上更改韌體的選擇，所以在進(jìn)入量產(chǎn)前進(jìn)行了許多模擬。”
包括高通(Qualcomm)和Sequans等競爭對手已開發(fā)出M1與NB-IoT芯片，并展開營運商測試了。隨著量的增加，他們預(yù)計將進(jìn)一步最佳化芯片以符合規(guī)格要求，而像英特爾(Intel)與高通等巨擘已經(jīng)在自家公司內(nèi)部打造所需的PA和RFIC了。
Wong說：“我不知道有沒有人會像我們一樣做以硬件為中心的設(shè)計，但他們可能會使用更低功耗和更低頻率的DSP…而其中有些可能沒有自己的協(xié)議堆疊。”
接下來，Riot打算將PA或RFIC整合到下一代元件中。然而，為這些區(qū)塊找到獨立的IP來源并不容易；到目前為止，Riot尚未建立自己的類比團(tuán)隊。
Riot Micro自四年前成立以來，已經(jīng)籌集了近2,000萬美元的資金。該公司最初的目標(biāo)是出售LTE協(xié)議堆疊，直到三年前曾經(jīng)是LSI技術(shù)策略專家的Wong加入擔(dān)任CEO。
他說：“從IP和演算法開發(fā)中轉(zhuǎn)型并不容易，但我們重新調(diào)整成為一家半導(dǎo)體公司。其他還有一些公司則為NB-IoT重新調(diào)整LTE基帶。”
Wong還聘請了來自Blackberry的LTE協(xié)議小組，以及被博通(Broadcom)收購的前Newport Media藍(lán)牙和Wi-Fi芯片專家。