广阔终端市场，无线MCU不断探索更多高附加值应用

电子发烧友网报道（文/李宁远）受益于物联网快速发展带来的联网节点数量增长，布局无线MCU成了众多MCU厂商的战略方向。绝大多数MCU厂商都有在无线MCU产品线布局，而且每家的无线MCU也都特色各异，毕竟谁也不愿意在物联网这个大市场落入下风。
 
在现在万物互联的时代里，无线MCU通过高度集成的方案将射频无线电与软件定义的数字控制相结合，解决了互联问题。无线MCU可以集成或提供相关的通信协议栈，简化了物联网无线产品的开发设计。
 
MCU到无线MCU，助力不断发展的互联世界
 
随着物联网技术与下游应用的快速发展，无线联网的节点数量正在以惊人的速度增长，我们平时的日常生活中，越来越多的互联场景开始普及与应用。互联时代下，每个节点上都有着可靠连接的需求，这个可靠不仅仅要求连接稳定且快速，还需要足够灵活满足一系列无线协议与范围要求。
 
我们此前认知的RF芯片一般是纯射频收发器比较多，但以往一个不带MCU的无线模块仅仅是无线前端模块，不能单独拿出来使用，还需要用户编写程序来驱动此模块。在物联网设备上量迅速的现今，这种离散地使用MCU和无线模块的办法费时费力，还要求一定的开发经验。
 
物联网市场需要各种无线技术，而在信号采集或者控制单元方面，MCU也是不可或缺的，无线+MCU的SoC芯片在BOM成本或者板子尺寸上绝对是更有优势的。从MCU转为无线MCU，开发人员做基于SDK的二次开发，这对开发者这已经没有什么阻碍了，大部分开发者已经具备可以独立的开发无线MCU的能力，能很好的从MCU过渡到无线MCU。
 
无线MCU中无线模块里的控制程序写好并烧录进MCU中，可以直接进行通信收发，不用借助其他工具来完成，简化了物联网无线产品的开发设计。种种优势下，无线MCU以更为便捷的方式为物联终端的无线连接带来了比以往更多的机会，越来越多地用于各种终端应用中。
 
广阔的市场空间，持续增长的无线MCU
 
无线连接技术主要包括局域无线通信和广域无线通信两大类。局域无线通信技术主要包括WiFi、蓝牙、ZigBee等；广域无线通信技术主要分为工作于非授权频谱的LoRa、Sigfox等技术和工作于授权频谱下的NB-IoT等蜂窝通信技术。
 
局域无线连接技术由于模块体积小、集成度高、能耗低等特点，更适合应用于智能家居、可穿戴设备、新零售、健康医疗等物联网智能产业应用场景。
 
从无线频率上来说，2.4GHz和Sub-1GHz是无线MCU使用的两个主要频段，极少部分用的是Sub-1GHz&2.4GHz。我们熟悉的蓝牙、Zigbee等无线技术都工作在2.4GHz频段上。Sub-1GHz&2.4GHz全频段的产品目前还比较少。
 
从市面上的产品来看，通用标准协议里蓝牙技术的使用占比是最高的，尤其是低功耗蓝牙技术，所有优点现在都可以集成到无线MCU中，有效地为互联应用提供简单的单芯片方案。
 
经典蓝牙、低功耗蓝牙及两者相结合的双模蓝牙无线连接技术目前可以满足广泛的连接需求，国际蓝牙技术联盟预计上述三种模式的出货量总金额在未来五年将大幅上涨。其中，低功耗蓝牙单模设备的增长尤其迅速，其出货量将在上述期间内增长三倍以上，预计到2027年低功耗蓝牙单模设备年出货量将与双模蓝牙设备年出货量持平。这也意味着蓝牙无线MCU的在未来的出货量还会继续提升。
 
2.4GHz私有协议无线MCU的应用也十分广泛，现在很火的无线鼠标和键盘、智能遥控、智能照明等类似的应用很多都采用2.4GHz私有协议无线MCU。电子货架标签也是2.4GHz私有无线连接芯片应用典型的领域，这些市场的持续增长也将为无线MCU提供广阔的发展前景。
 
低功耗竞争，集成度越来越高
 
除了协议，在物联网这个场景中，很多设备本就对功耗十分敏感。所以功耗一直都是无线MCU内卷最严重的性能，尤其是体积受限、电池供电的应用，又需求工作时间可长达数年，对功耗的要求就更加严格。
 
以TI最新的预发布多协议、多频带Sub-1GHz和2.4GHz无线MCU CC1354系为例，通过动态多协议管理器驱动程序实现了并发多协议。在功耗上，系列进行了优化，MCU的功耗在运行CoreMark时仅为71µA/MHz，完全RAM保持下具有0.83µA的低待机电流，引脚唤醒的关断模式下功耗低至0.17µA。无线电功耗同样做了优化。
 
ST的STM32WB系列走的也是极低功耗路线，当RF和SMPS开启时，该系列无线MCU的电流也小于53µA/MHz，功耗极低。Silicon Labs的32位无线MCU EFM32系列活动模式在 80 MHz 条件下功耗优化到了26µA/MHz。
 
为了适应物联网市场的需求，内卷的无线MCU也需要有新的特性提高附加值。附加值的提升可以通过更高的集成度来实现。无线连接芯片大多为SoC形态，直观上看，高集成度的产品，为客户节省了外围器件的成本，同时也减小了产品的体积；更深层次的，由于产品定位与目标应用相对明确，集成后的功能经优化后更加易用，有助于简化产品设计，加速方案推向市场。
 
如在无线芯片中内置段式LCD控制器和电容式触摸按键，降低LCD面板方案的复杂度；集成Codec，内部DAC用于语音播报，在没有显示屏的设备上提高语音提示功能；内置以太网控制器和PHY，实现蓝牙网关USB/蓝牙/以太网的数据互通等等。高集成度的无线芯片带来更高的附加值，帮助物联网产品快速地开发并推向市场。
 
小结
 
无线MCU与应用端的需求仍在不断磨合和探索中，已有的应用在持续更迭改进，未知的应用开发者们也在不断探索，庞大的下游应用市场还有很多可以运用无线技术的应用值得去开发。