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025期一肖中特:HaLow搶進IoT市場,802.11ah還有發展機會?

香港最快开奖现场直播一肖中特t www.cpbey.icu 2019-2-26 09:19| 查看: 997| 評論: 0|來自: EE Times

HaLow憑借其在實現新業務模式以及容量、范圍和電池續航等方面的多功能性脫穎而出,這些都是市場迫切需求的特性──它僅需要一個新的生態系統。

經過不尋常的兩年延遲后,支持新Wi-Fi標準的芯片開始出現;在接下來的幾個月里,一些新創公司將陸續發布802.11ah芯片,這是一種900MHz的Wi-Fi版本,主要針對物聯網(IoT)等長距離連結。

這種被稱為HaLow的標準技術,可在數十公尺到1公里的距離內達到數Mbits/s的網絡速度,一個接取點可支持數千個節點。它們將填補超低功耗、低成本的LoRa與Sigfox網絡,以及更耗電、又需要搭配資費方案的LTE Cat-M和NB-IoT之間的空白。

第一波上市的產品將是采用40奈米制程的單芯片,在價格上不太可能高出很多;這些產品會是代表IoT解決方案的新選項,使用免執照頻段,可支持廣泛的PC生態系統所熟悉的IP網絡和OFDM調變。長期看來,它們則將扮演擴展智能型手機和PC連網范圍的第四種方案。

一位要求匿名的資深無線技術專家表示:「HaLow憑借其在實現新業務模式以及容量、范圍和電池續航等方面的多功能性脫穎而出,這些都是市場迫切需求的特性──它僅需要一個新的生態系統?!?/p>

Wi-Fi聯盟于2014年在高通(Qualcomm)工程師團隊的大力協助下啟動了802.11ah標準的訂定流程,并在2016年的國際消費性電子展(CES)上正式公布HaLow技術規格。通常一個新IEEE 802.11規格完成時,就會有幾家Wi-Fi芯片大廠競相推出相對應的芯片,但這次卻沒有。

自該標準完成兩年以來,據說只有唯一一家公司──來自韓國的新創公司Newracom──推出了一款芯片,用于韓國電信(Korean Telecom)的網關;這家公司是由韓國ETRI研究中心的Wi-Fi專家創立,一開始是銷售802.11n等現有標準的IP功能區塊。

全球市場上還有其他四家新創公司準備在明年推出HaLow芯片;其中最引人矚目的,是由出身自Broadcom和Radiata的Wi-Fi專家組成、總部位于澳洲悉尼(Sydney)的新創公司Morse Micro。而這一次包括Broadcom、Cypress、華為(Huawei)、聯發科(Mediatek)、Qualcomm和瑞昱(Realtek)等老牌Wi-Fi芯片供貨商可能會成為跟隨者,而非領頭羊。

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表1:免執照的ISM頻段在世界各地有所不同。(來源:Morse Micro)

盡管業界對.11ah的早期熱情,這個HaLow標準問世時機不佳。因為在2016年,主流2.4/5-GHz Wi-Fi的下一個重要版本802.11ax也已經準備就緒;上述的匿名無線技術專家表示:「廠商必須要做出審慎的設計抉擇,沒有人能承擔錯過.11ax周期的風險?!?/p>

要選擇其實很簡單:.11ax產品顯然會快速成長、達到以百萬計的出貨量。Qualcomm和聯發科等公司也紛紛推出LTE IoT和5G產品,留給HaLow的資源就不多了。此外,將Wi-Fi推至免執照ISM頻段,會需要一些前期推廣工作。

「在任何時候,開發一個新頻段都需要時間;5GHz就花了10年時間,才讓.11ac獲得廣泛采用,而60 GHz Wi-Fi才剛剛起步;」該匿名專家補充指出:「圍繞一個新的頻段建立新生態系統是一條艱辛的道路... HaLow也不例外,這需要時間?!?/p>

還有人指出,在2016年有許多新創公司涌進新興的低功耗、廣域網技術領域,包括采用ISM頻段的LoRa、Sigfox及其他IoT 連網技術;此外LTE IoT標準(包括NB-IoT和Cat-M?)已經展翅飛翔。如此一來,就沒有剩下多少風投資金和創業者押寶HaLow。

現在那些市場大咖預期會在8月份左右Wi-Fi聯盟啟動HaLow認證計劃時才搶進該市??;而從1月開始,該聯盟則展開了一系列的互操作性測試以實現此里程碑。

在擁擠的LPWA空間是否有802.11ah的發展機會

Morse Micro的工程師在兩份白皮書中描繪了HaLow的應用場景,其中寫道,雖然LoRa已經獲得美國有線電視/通訊服務巨擘Comcast等支持者,但LoRa的數據傳輸速率通常低于Kbps,不足以支持得滿足不斷變化的安全標準所需之無線更新(OTA)要求;而LoRa「相對較低的網絡容量,限制了其基地臺可以支持的傳感器數量?!?/p>

上述白皮書還補充指出,更成熟的802.15.4網絡技術如Wi-Sun和ZigBee需要更大的功率,但是仍無法以單一個基地臺支持大型的傳感器網絡。

而HaLow可以在100公尺或更長的視線范圍內,提供至少160 Kbps的速度;此外Morse Micro共同創辦人Michael De Nil表示,該技術可以在一個接取點上容納8,000多個節點。因此,Morse的目標市場是農業、公用事業抄表、倉儲、超市以及遠程視訊保全攝影機等一系列IoT應用場景;他預期:「到2019年底,我們的年出貨量可達到上百萬?!?。

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表2:HaLow技術在許多方面的表現都優于其他低功耗廣域 IoT連網方案。(來源:Morse Micro)

為加速業務進展, Morse還打算在中國設置一個辦事處。De Nil表示:「中國是很大的市場,有許多行動快速的大型廠商...我們將在7月份推出芯片樣品,預計在6到8個月內就可以進入量產。但對美國或歐洲廠商來說,這個過程可能要到2020年甚至2021年才會開始?!?/p>

支持者認為,HaLow進入IoT市場為時未晚?!岡?到10年前, IoT 市場規模和成長率都被過于夸大了;」前面那位匿名資深無線專家表示:「我們仍然處于IoT 市場發展的初期階段,這對HaLow來說是個好消息?!?/p>

他認為:「LoRa和Sigfox的數據傳輸量非常低,它們有各自的發展空間和潛力,但TCP/IP和類似因特網的安全、探索和升級會需要更高的傳輸量──對于真正的IoT,像是HaLow這樣的技術是有需要的?!?/p>

IoT 才剛起步,支持者相信,長期來看HaLow將成為無線接取點和客戶端設備采用的主流芯片,帶來新的覆蓋距離和低功耗性能。這是一個新技術標準從零到無所不在的發展過程中,在半導體產業很常見的典型「雞生蛋、蛋生雞」情境。

另外三家準備搶進市場的HaLow新創公司

除了Morse以及據說是進展最快的韓國Newracom,在HaLow技術領域還有另外三家新創公司也打算在明年左右推出芯片樣品。

2010年在荷蘭Eindhoven成立、在東歐塞爾維亞(Serbia)有工程團隊的Methods2Business,開發以Tensilica DSP為基礎的HaLow MAC IP。總部位于美國硅谷的Adapt-IP開發了FPGA版本的HaLow基頻方案,該公司正在考慮采取策略聯盟方式,目標是在2020年初實現完整的HaLow芯片設計;這家公司自2014年以來一直在緩慢發展的IoT市場尋找出路。

還有一家美國新創公司Palma Ceia SemiDesign (PCS),一開始是接RF委托設計案,因此能銷售一些自己開發的IP,應用于NB-IoT與HaLow收發器;該公司現在準備募資、于今年推出一款HaLow組件,作為其首款芯片級產品。

 

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圖1:盡管HaLow不是最低功耗的選擇,但它的特性很全面。(來源:Morse Micro)

PCS已經從設計服務和IP業務獲利,但正在募集資金以支持其第一款芯片的投片;該公司預計在6月之前推出樣品,可能是采用40奈米制程,應用于簡單的HaLow接取點,可支持有限數量的終端節點,也是一種單串流(single-stream)終端節點芯片。PCS策略營銷副總裁Kevin M. Walsh表示:「我們可能不是第一,但我們會是快速的后來者....我們預期未來HaLow和NB-IoT芯片可能會整合在一起?!?/p>

與Morse一樣,PCS也為了距離會是第一批客戶的??櫓圃焐談?,在中國(深圳)設立了辦事處,該公司也正在當地設計芯片;PCS芯片將委托臺積電(TSMC)生產,后者是該公司IP的長期合作晶圓代工廠。

RISC-V協助催生Morse的HaLow芯片

Morse芯片內建1~8MB閃存,以私鑰進行安全開機(secure boot)和云端身份驗證,采用6×6 QFN封裝;De Nil表示該芯片是從零開始設計,具備創新的濾波器和加速器,沒有采用任何來自第三方的IP功能區塊。

他指出:「.11ah標準具有嚴格的無線電要求和相對較大的帶寬,因此需要寬動態范圍來處理干擾和OFDM要求,以獲得最佳性能和最低功耗;」該設計使用多個32位RISC-V核心,可客制為無線訊號處理器。

「使用開放源碼核心確實加速了我們的設計流程...否則我們就只好采用Arm處理器核心并去協商權利金;而現在我們采用了開放源碼RTL并添加了加速器?!笵e Nil表示,其設計采用一種「處理器導向(processor-driven)方案;傳統的Wi-Fi設計會硬化IP以達到最高的帶寬,我們已經完成了幾代測試芯片,所以現在我們有信心未來將這種方法擴展到其他IoT協議,例如ZigBee和NB-IoT?!?/p>

說到RISC-V,他則表示:「可用的開放源碼資源質量非常高,成熟度令人驚訝...現在我們需要更多學生知道如何使用RISC-V工具來產生系統?!?/p>

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圖2:Morse在兩篇白皮書中闡述其HaLow實作案例將取得優于平均水平的性能和覆蓋范圍。(來源:Morse Micro)

Morse總部所在的澳洲悉尼,是兩位Wi-Fi領域先驅Neil Weste和John O'Sullivan的家鄉,他們現在都任職Morse。 De Nil和另一位共同創辦人Andrew Terry原來都在澳洲當地的Broadcom辦公室上班,分別負責數字和RF設計,曾為Apple iPhone提供多代Wi-Fi芯片。

有幾位Morse團隊的工程師是來自另一家名為Radiata的新創公司;Radiata在1990年代末期開發出第一款符合.11a標準的5GHz Wi-Fi芯片,后來被Cisco收購,但大部分Wi-Fi技術人才仍留在悉尼?!窧roadcom是一家不錯的公司,有很好的企業文化,不過每年都在搞新一代iPhone芯片有點無聊;」De Nil表示:「最終該公司停止創新,只是為大客戶打造下一代IP?!?/p>

「他們并沒有真正重視規?;岷芘喲蟮腎oT市場...在Braodcom被Avago收購六個月后,我們創立了Morse,覺得這是一個好機會。我們在與(Radiata創辦人) Neal Weste面談后,他也加入了我們?!筎erry則表示:「我們已經準備好迎接挑戰,將我們的專長發揮在打造一些有趣的芯片上?!?/p>

Morse是以自有資金在2016年8月創立,最初有6個員工,后來從幾個半導體專家獲得天使資金;該公司正在激活1,500萬美元的A輪融資,準備將團隊擴大至30人左右,并在2019年底之前投入量產。Morse的公司名稱來自于「摩斯電碼」(Morse code),也就是遠距離無線通信的先驅技術。

(參考原文:Wi-Fi Startups Polish HaLow for IoT,本文同步刊登于電子工程專輯2019年2月刊雜志)

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