解决方案是通过一个仲裁机制让它们之间进行合作,以防出现过多的数据包失效;因此它们之间在共存于一台设备之上时,实现了我在传输数据时告诉你、你也在传输数据时告诉我,然后再通过共享这些数据的机制,从而减少传输失败和重传,或是对彼此的干扰。所以Silicon Labs在Wi-Fi和15.4之间通过3条或者4条板上的连线,在设计中让它们彼此协作(图1)。
这种工作方式类似于手机里的connectivity(连接)芯片中,Wi-Fi和Bluetooth整合在一起的时候。Wi-Fi最重要的是保证QoS(服务质量)。这种协调机制是以软件的方式来实现的。IEEE也有一个802.15.2标准,但它只是一个指导性的标准。所以,Silicon Labs现在把自己的软件提供给联发科技(MTK)和博通等做Wi-Fi热点接入的芯片公司,避免干扰他们的芯片,同时也让双方都能更好的工作。可见只有协调起来,才能使Wi-Fi和zigbee能够共存。
多协议芯片的优势
多协议芯片的成本比3个单独的芯片加起来要便宜很多,因为在多协议芯片中不同的协议可以共用同一个Flash和Memory。因此,Silicon Labs的很多客户都是快速转向多协议芯片,因为一方面的优势是可以提升用户体验,另一方面的优势是开发便利性,因为用户可以在一个芯片上开发一次,就可以针对不同的应用去做最终的产品。
多协议芯片还有很多新的应用,例如同一个片上的Flash可以用来在不同时候运行不同的协议。诸如在配置一个芯片时,芯片一开始就有蓝牙的协议栈,你用自己的手机用蓝牙下载软件去配置Thread等功能,配置完之后就可以以Thread协议栈重启,所以通过使用同一个存储器而不会产生额外的成本,可以从蓝牙开始而实现了Thread的开发;如果我们要重新开发,那么只需要重新加载蓝牙协议栈;这样我们既可以实现用zigbee去控制灯泡,也可以实现信标(beacon)的功能。
据悉,Silicon Labs的多协议芯片有两种共享的方式,一是可切换的方式,可以根据需求去进行重启和载入;另一种是动态性转换,可以通过软件在工作时即时进行两种协议的转换。
当前,多协议芯片非常受欢迎,因为就用户体验而言,开发的复杂程度会大大降低。
软件在IoT芯片中的重要性
市面上有很多无线芯片与MCU(微控制器)公司,但是Silicon Labs似乎对软件更重视,原因是什么?
Skip Ashton称,设计这种多协议产品还是很有挑战性的,包括怎么在实际使用时用软件去切换射频,怎么用软件去调用不同的协议栈,怎么去设定安全性指标等等。实际上,正是因为Silicon Labs的IoT部门是从软件团队起家的(原来在Ember公司),所以能够很好地应对这个挑战。但是对于传统的半导体公司,这个过程中要解决的困难还是挺多的,需要在实际运行中切换协议栈,这对于许多大型半导体公司并不是一个容易解决的问题。
传统半导体公司的商业模式是派五个现场应用工程师(FAE)到做接入热点设备的公司,去帮助他们解决问题,把参考方案变成现实的解决方案工作起来,就可以卖出5000万芯片的量。但是对于做物联网芯片的公司很难,因为必须卖给上百家应用公司,每家可能只能卖出100万芯片。而且从软件的角度来看,每一家的问题都各不相同。FAE可以在现场解决各种问题,但是不能把工程师派到每家客户那里。因此物联网时代,更多是要靠软件来自我优化,而不是靠更多的工程师去现场提供支持。
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