根據(jù)藍牙技術聯(lián)盟（Bluetooth SIG）的最新2020藍牙市場報告，到2024年藍牙設備年出貨量將達到62億個，2019-22024期間的年復合增長率（CAGR）為8%。一個明顯的趨勢是，低功耗藍牙（BLE）技術正在成為新的市場標準，支持BLE的藍牙芯片和設備增長最快，增長率高達26％。從2020年到2024年，預期BLE單模設備累積出貨量將達到75億個。
若按藍牙的應用類別劃分，主要有音頻流設備、數(shù)據(jù)傳輸、定位服務，以及MESH網(wǎng)絡等。
● 音頻流應用包括：語音通話、收聽音頻/音樂、視聽設備、智能語音控制。2019-2024年增長率為7%，到2024年出貨量將達15.4億個。
● 數(shù)據(jù)傳輸應用包括：運動健身體征數(shù)據(jù)測量、醫(yī)療保健、輸入和控制、物聯(lián)網(wǎng)等。2019-2024年增長率為13%，到2024年出貨量將達15億個。
● 定位服務應用包括：物品標簽、倉儲貨物管理、室內(nèi)定位導航、訪問控制等。2019-2024年增長率為32%，到2024年出貨量將達5.38億個。
● MESH網(wǎng)絡包括：智慧家居、智能建筑和照明、工廠和醫(yī)院監(jiān)控系統(tǒng)等。2019-2024年增長率為26%，到2024年出貨量將達8.92億個。
其中增長最快的當數(shù)定位服務，2024年出貨量將是2020年的4倍。由此可以看出，具有測向功能的電池供電藍牙設備將成為未來5年的市場亮點，可以支持這些功能需求的藍牙射頻芯片將具有巨大的增長空間。
專注于物聯(lián)網(wǎng)連接技術和應用方案的Silicon Labs（芯科科技）適時地開發(fā)出BG22系列SoC芯片，為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員提供了優(yōu)化的藍牙連接解決方案，可以同時支持新的藍牙5.2規(guī)范、藍牙測向和藍牙Mesh功能。
BG22系列芯片具有超低發(fā)射和接收電流（發(fā)射功率為0 dBm時3.6 mA；接收2.6 mA），采用了高性能和低功耗Arm Cortex-M33內(nèi)核（工作電流27 ?A / MHz；休眠電流1.2 ?A），可將紐扣電池供電的設備使用壽命延長至十年。其目標應用包括藍牙Mesh低功耗節(jié)點、智能門鎖、個人醫(yī)療保健和健身等新興物聯(lián)網(wǎng)設備。尤其值得關注的是，該SoC的藍牙到達角（AoA）和離開角（AoD）特性，以及1米以內(nèi)的定位精度，可以大大提升資產(chǎn)跟蹤標簽、信標和室內(nèi)導航等應用的性能和普及。
低功耗BLE EFR32BG22 SoC原理框圖
與芯科科技的第一代BG13和第二定BG21藍牙SoC系列相比，BG22的性能在很多地方都有提升。下圖是三個系列芯片的參數(shù)對照表。
無論是數(shù)據(jù)傳輸還是定位服務應用，BG22芯片的平均電流都不超過4.0 μA。如果使用CR2032紐扣電池供電，其工作壽命可達到5年；若使用CR2354供電，工作壽命長達10年。
BG22可以支持如下低功耗藍牙和網(wǎng)格軟件：
● Bluetooth 5.2兼容的藍牙協(xié)議棧，具有：
● Bluetooth 5.2 Dynamix TX功率調(diào)節(jié)
● Bluetooth 5.1測向
● Bluetooth 5.0標準特性
● Bluetooth 4.x特性
具有如下高級功能：
● 多連接和廣播
● 并行實現(xiàn)廣播、掃描和LE連接
● 優(yōu)化的吞吐量和功耗
● 建立在通用EFR32軟件平臺之上
● GeckoBootloader
● 用于MCU外設和驅(qū)動的emLib
● 帶有耗損均衡技術的NVM3鍵/值對數(shù)據(jù)存儲
● RAIL無線電驅(qū)動器
完整的藍牙網(wǎng)格配置文件，支持以下功能：
● 代理、中繼和朋友節(jié)點
● 藍牙網(wǎng)格低功耗節(jié)點（LPN）
● 低延遲通信，每跳低至10ms
● 大型網(wǎng)絡，最多支持4096個節(jié)點
全面的網(wǎng)格模型應用層，具有以下功能：
● 開/關、調(diào)光和色溫的照明模型
● 用于商業(yè)應用的占用照明
● 場景、傳感器、通用和供應商模型
● 低功耗藍牙支持包括：室內(nèi)定位系統(tǒng)信標、資產(chǎn)跟蹤定位、電話連接、能量收集照明開關等。
物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員如今面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)之一是確保連接設備的安全，只運行真正的可信固件，BG22 SoC通過具有信任根（Root of Trust）和安全加載程序（Secure Loader）的安全啟動（Secure Boot）功能來滿足這一需求。此外，BG22 SoC還配置了先進的Secure Vault硬件/軟件安全套件，并通過了Arm PSA 2級安全性認證，其安全特性包括：
● 硬件加速加密，比軟件更快速、更節(jié)能、更安全
● 真隨機數(shù)生成器（TRNG）
● 與NIST SP800-90和AIS-31兼容
● 通過信任根和安全加載程序（RTSL）進行安全啟動
● 防止惡意軟件注入和回滾
● 確保固件可靠執(zhí)行和OTA更新
● 通過鎖定/解鎖（Lock/Unlock）進行安全調(diào)試
● 可通過認證訪問增強故障分析（FA）
● 帶有TrustZone的ARM Cortex M33內(nèi)核
● 提供具有成本效益的硬件隔離
為滿足開發(fā)人員的不同需求，芯科科技還推出了BGM220藍牙模塊，包括系統(tǒng)級封裝（SiP）BGM220S和PCB模塊BGM220P。BGM220S的尺寸僅為6x6 mm，是一種超緊湊、低成本、長電池壽命的SiP模塊，內(nèi)置高性能天線，簡化了射頻設計，為超小型產(chǎn)品增加了完整的藍牙連接能力。而BGM220P是一款尺寸稍大的PCB模塊，針對無線性能進行了優(yōu)化，集成了DC-DC、XTAL和無源元件，并具有更好的鏈路預算，可覆蓋更大范圍。BGM220S和BGM220P屬于首批支持藍牙測向功能的藍牙模塊，同時可以支持單個紐扣電池實現(xiàn)長達10年的電池壽命。
下圖是BG系列藍牙模塊的性能參數(shù)對比。
為簡化開發(fā)人員的設計和縮短IoT產(chǎn)品開發(fā)周期，芯科科技還同步更新了Simplicity Studio 5，使其界面更加直觀易用，具有直觀的開箱即用體驗，可以快速訪問開發(fā)人員資源，并支持Linux，Mac和Windows。
Simplicity Studio 5提供的工具包括：
● 配置實用程序
● 編譯器
● 錯誤與驗證
● IDE和命令行支持
● 圖形硬件配置器
● Energy Profiler –視覺能量分析
● 網(wǎng)絡分析儀–數(shù)據(jù)包捕獲和解碼
Silicon Labs正通過新的Bluetooth Xpress BGX220預認證PCB和SiP模塊來擴展其NCP產(chǎn)品系列，即將推出的BGX220 UART轉(zhuǎn)低功耗藍牙橋接模塊有望加速安全的低功耗藍牙連接產(chǎn)品市場。與BGM220一樣，Bluetooth Xpress BGX220通過為客戶提供經(jīng)過認證的硬件平臺來簡化設計，該平臺通過將協(xié)議棧轉(zhuǎn)化為可與外部微控制器一起使用的簡單API，來簡化代碼開發(fā)。