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蓝牙芯片为什么需要双模支持,还需要算力加持?

FR508x体现了富芮坤在蓝牙SoC方面的思路,在本次对黎传礼的专访中,我们也大致聊了聊这颗芯片,或许它能够一定程度表明行业的发展方向。

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前年,ASPENCORE记者在采访富芮坤微电子CEO黎传礼时获悉,该公司正主推低功耗蓝牙新品。黎传礼当时提到,未来会有个跨界产品——FR508x系列,它是双核双模架构产品,采用DSP+CPU方案,兼顾高端BLE应用,同时也是经典蓝牙产品,可应用在耳机和音频上。nmnesmc

如今,FR508x系列已实现量产,富芮坤称其为“双模蓝牙SoC”。双模即支持经典蓝牙(EDR),又支持低功耗蓝牙(BLE),还实现具备更高的算力。nmnesmc

可穿戴设备、智能门锁、TWS耳机等功能的需求提升了对算力的要求,比如TWS耳机有唤醒、降噪、语音识别的功能,智能门锁有指纹识别的功能,现在的智能手表也有更高的交互功能。因此,富芮坤在更早的产品规划中,提到了利用蓝牙芯片的处理器进行边缘计算。nmnesmc

FR508x体现了富芮坤在蓝牙SoC方面的思路,在本次对黎传礼的专访中,我们也大致聊了聊这颗芯片,或许它能够一定程度表明行业的发展方向。nmnesmc

双模蓝牙BLE+EDR

当前,富芮坤FR508x系列主推产品有FR5082DM和FR5086D,从SoC框架图来看,它具备富芮坤的传统特色,集成了Audio CODEC和PMU——这是该公司差异化竞争的体现。黎传礼此前曾谈到过,更全面的定义、强调连接性和低功耗,对客户而言意味着节省开发时间成本、降低开发难度,并提高产品竞争力。nmnesmc

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“高集成度给客户带来了高性价比、更小的PCBA面积。未来我们的产品会保持这种差异化、创新化的产品定义路线。”黎传礼表示。nmnesmc

除此之外,FR508x的特点还包括BT5.1 BLE+EDR协议认证——是“双模”这个词的体现。双模的价值在于,保证更大程度的兼容性,实现与所有蓝牙设备的互联互通。与此同时在处理器和算力加速部分,采用48MHz主频的Cortex-M3外加156MHz的高性能 DSP双核设计;其他配置相关的构成与核心参数包括:nmnesmc

  • 内置电源管理模块PMU(充电电流最大200mA);
  • 16Bits音频Codec(DAC SNR 96dB,ADC SNR 84dB);
  • 外部接口有GPIO, UART*2, SPI*3,QSPI*2, I2C*2, I2S*1,SARADC;
  • BR保持连接500ms Sniff平均电流<70μA;
  • BLE保持连接平均电流<40μA。

黎传礼表示:“FR508x在定义之初,我们的应用方向有三个——一是蓝牙通话功能的手表,我们优化了蓝牙音频保持连接的功耗,目前能够做到业内最低的500ms sniff电流70μA;二是物联网智能家居方向,我们增加了一个156MHz的DSP以及512KB RAM,可以实现离线语音识别+BLE Mesh;三是TWS耳机,我们优化了音频的延迟,当前实测能够做到低于30ms的音频延迟,在游戏耳机等场景有广泛的应用场景。”nmnesmc

蓝牙芯片为什么需要算力?

富芮坤微电子副总裁牛钊曾表示,富芮坤的产品规划会紧随三个趋势推进:第一步,会把蓝牙组网作为WiFi的补充放到家电产品中现;第二步是利用蓝牙芯片的处理器进行边缘计算,实现本地音频的实时识别与反馈,用户可以方便地使用手机自行更改特殊的操作指令和提示声音,通过蓝牙更新到家电产品上,使得家居更个性化、赋有人情味,目前正在推广阶段;第三步WiFi+BLE的SoC,可以直接对接云端的大数据,结合本地的信息实现全新的用户体验。nmnesmc

FR508x(以及前代FR802x)理论上已经实现了第二步,为蓝牙芯片进一步增加算力。在富芮坤看来,随着技术的演进和时间的推移,IoT产品走向边缘计算就是一个重要的发展方向。比如可穿戴设备对驱屏能力提出了更高的要求,从主流240*240的分辨率,到360*360分辨率,富芮坤也接到了454*454应用需求的订单;可穿戴设备在满足低功耗的同时,对数据吞吐也产生了更高的要求,同时还可能存在室内定位的场景需求,以及对语音指令的支持。nmnesmc

这些都是对算力提出更高需求的应用场景。黎传礼特别提到,FR508x系列的芯片算力能够实现离线语音识别,而且已经与离线语音的算法公司配合完成了Demo样品。nmnesmc

与此同时,“一个DSP大核+一个ARM小核的构架,能满足功耗敏感型且需要算力的应用的折中需求,当系统仅需蓝牙链接时,只有ARM小核在跑,需要算力时,开启大核进行运算。”nmnesmc

“对于资深的开发者可以对ARM和DSP两个核都进行开发,对于入门开发者而言,我们采用我们标准的SDK只对ARM编程即可,我们提供了丰富的DSP算法库可以直接调用。”这一点也部分体现了富芮坤产品上手门槛相对低、更简单的特点。nmnesmc

在黎传礼看来,富芮坤产品在技术方面的优势主要体现在:“第一,富瑞坤的产品使用上手门槛比较低,容易上手开发;第二,产品的定义更偏重SoC应用也就是蓝牙芯片作为主控芯片使用。”FR508x当属典型具备了这些特性的SoC产品。nmnesmc

可穿戴市场的前景可期

牛钊在去年的松山湖中国IC创新高峰论坛上介绍了FR508x单芯片智能手表方案。除了蓝牙双模与Arm核+DSP方案之外,当时还提到这套方案的优势包括了,最小封装4*6mm;BR保持蓝牙连接sniff power <70μA @3.0V,BR+BLE同时保持连接待机功耗 <110μA;高速QSPI总线,支持显示分辨率最高454*454;支持蓝牙通话降噪,手机音频通过蓝牙传给手表播放,手表本地音频播放,手表本地音频传送到蓝牙耳机播放等功能;SD卡, USB, NAND Flash等多种存储方式供选择。nmnesmc

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“在蓝牙通话、播放MP3等应用场景下,FR508x的表现中规中矩;而在蓝牙音频待机功耗方面,FR508x则是业内领先的。”黎传礼表示,“目前客户已经有采用FR508x的蓝牙通话手表在出货了。”nmnesmc

如前文所述,可穿戴设备一直都是富芮坤的目标市场。像智能手表、手环就是其中增长相当快的市场。偏高端的BLE手表近些年有15%的年复合增长率。去年富芮坤也曾在公开演讲中提及,双模手表2020年有着43%的增长率,尤其去年年中的涨势相当惊人;价格更便宜的手环虽无剧烈的市场变化,但整体也在稳步增长中。nmnesmc

IDC前不久公开的数据显示,今年一季度可穿戴设备出货1.046亿部,比去年同期的7780万部增长34.4%。这是全球可穿戴设备出货量首次破亿。比较有趣的是,虽然可穿戴设备的市场份额大头仍在苹果、三星、小米这些企业,但出货量的市场增量主要来自一些小规模企业——这表明当前的可穿戴设备市场仍然处在快速成长期。nmnesmc

IDC提到大型企业吸引了全球可穿戴设备市场的注意力,但小企业却在推动增长,这些小型企业专注于某些特定市场,通过不同的解决方案快速发展。这对富芮坤而言也是向前发展的大好时机。nmnesmc

除了可穿戴市场以外,黎传礼还提到,富芮坤未来着眼的市场将包括智能家居、工业物联网以及医疗健康。“未来我们会参考这几个应用场景打造合适的芯片,并争取在每个细分市场都做到业内前三。”nmnesmc

我们在富芮坤的官网也看到了定位于穿戴产品、小家电、键盘鼠标的FR800x系列新品。“这个系列我们目前已经在给客户送样测试。和FR801xH相比,FR800x系列主频提高到96MHz,RAM 64KB,去掉了Audio CODEC,增加USB OTG接口,同时片上8路PWM控制器带硬件死区控制。”更多应用市场的开拓应当是富芮坤当前也在着眼的发展思路。nmnesmc

与此同时,富芮坤三步走策略中提到的,黎传礼确认“未来有规划WiFi+BLE的SoC芯片”,虽然他并未透露这类芯片的具体推出时间。nmnesmc

本文为《国际电子商情》2021年9月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击 这里nmnesmc

原创
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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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