BLE市场竞争白热化，TI推出0.79美元单模MCU

    根据ABI Research的数据预测，从 2021 年到 2026 年，蓝牙设备的年出货量将增长 1.5 倍，至70亿颗年出货量，复合年增长率 (CAGR) 为 9%。
    ABI表示，未来所有平台设备（包括手机、平板和PC）将100%的支持蓝牙经典和低功耗蓝牙（BLE）双模，与此同时，周边设备中的蓝牙技术增长率将超过平台设备的增长率。分析师预测，从 2021 年到 2026 年，周边设备的复合年增长率为 13%。而在这其中，BLE的增速最快。预计五年内，BLE 单模设备的出货量将增长两倍以上，而到 2026 年，95% 的蓝牙设备将包括蓝牙 LE，复合年增长率为 25%。

    对于周边应用，ABI给出了四大应用领域，其中音频流设备出货量预计达18亿颗，年化增幅7%；数据传输应用出货将达16.9亿，年化增幅12%；位置服务应用将达5.68亿，年化增长25%；联网应用将达12亿，年化增长25%。

    如图所示，随着未来周边设备的增长，单模BLE的市场将成为增速最快的市场。
    作为全球首批BLE SoC的供应商之一，德州仪器日前推出了SimpleLink低功耗蓝牙CC2340 系列，起售价低至 0.79 美元。可实现高品质、低功耗的蓝牙连接功能，而价格只需竞争器件的一半。该系列基于 TI 数十年的无线连接专业知识而构建，具有出色的待机电流和射频 (RF) 性能。通过更实惠的价格以及更高的集成度和可靠性，从而便于工程师在更多产品中应用低功耗蓝牙连接技术。
    日前，TI网络连接部门副总裁兼总经理Marian Kost和TI中国区嵌入式与数字光处理应用技术总监师英，共同介绍了CC2340的优势以及目标应用市场。
    主要特性解读师英表示，作为蓝牙联盟二十年历史的成员，TI在蓝牙领域不光是参与者，更是蓝牙标准及市场的贡献者，其中就包括了BLE。2010年TI的第一代BLE SoC CC254x采用了8051内核，作为业界首批BLE芯片，迄今出货量已累计超5亿。2015年，TI推出了Arm Cortex-M3内核的CC2640，支持蓝牙5.0,。2019年，第三代CC26x1/2/4产品问世，支持BLE的Mesh和定位功能，同时也包括双模蓝牙、ZigBee、Thread等多种协议，极大的丰富了产品线组成。
    而为了进一步推广BLE技术，TI推出的CC2340系列采用了功耗更低，价格更具竞争力的Cortex-M0+内核，同时集成了诸如巴伦等射频组件，进一步降低了BOM成本。有意思的是，和其他主流BLE MCU厂商不同，TI选择了稍晚的时间点推出更便宜的Cortex-M0+内核产品，也正是为了迎接BLE迅速普及的浪潮。此外，师英特别强调，TI在2021年宣布了一系列产能扩张计划，其中就包括2021年收购美光位于犹他州李海的300mm晶圆厂，主要面向65nm/45nm的嵌入式工艺节点，预计2023年初投产，届时可极大降低芯片的生产成本。
    尽管产品定价不高，但是产品在处理、存储、外设以及射频方面都具有足够高的集成度和性能，通过更高的性价比满足丰富的应用场景。
    具体而言，CC2340采用48MHz Cortex-M0+，功耗为55μA/MHz，系统待机电流不到 830 nA，集成高达 512 KB的闪存以及36KB SRAM，内部也集成了1.71-3.8V 高效率DC/DC。并具有多达26个通用I/O，以及丰富的通用外设，包括UART、SPI、I2C、定时器、温度传感器、电池电压检测、自带模拟比较器和ADC模数转换器等。此外，为了满足蓝牙的安全性要求，产品也内置了包括AES-128以及RNG等安全元素。
    而在射频性能方面，CC2340内部集成了巴伦，在简化射频设计、降低功耗和成本的同时，也可以实现高达 +8 dBm的输出功率范围。师英表示，由于全球各国无线电资源都是受管制的，因此需要满足各国对于射频功率的限制标准，所以CC2340的PA在+8dBm，可满足大部分目标市场的功率需求。同时，如果客户对于传输有进一步要求，该产品也可与TI的射频功放无缝集成。
    将BLE扩展到更多应用功耗降低，尤其是待机功耗的降低，有助于延长无需持续工作场景下的电池寿命，从而扩展BLE的更多应用可能。比如电子货架标签系统和轮胎压力监测系统，仅凭纽扣电池就可以实现最高10年的产品使用寿命。
    同时，CC2340还具有–40?C 至 125?C 的工作温度范围，这也就意味着除消费电子外，产品还可应用于工业和医疗等应用场景，包括电动汽车充电器、智能仪表等苛刻的室外环境中，也可以实现连接的稳定性。
    实际上，随着蓝牙标准在抗干扰、传输速率、定位等方面的不断进步，工业和汽车市场对于蓝牙的需求日益增大，已然不止于无线抄表或者车内无线蓝牙通话。包括汽车无钥匙进入、信标与定位、建筑自动化、运维状态监测等领域，都给了蓝牙更多的发展空间。
    师英以三个典型应用，例举了CC2340的具体应用场景。
    医疗设备：例如，在血糖仪中，CC2340 MCU凭借低于 830 nA的待机电流，可使终端产品的货架期达到 18 至 24 个月，并且由纽扣电池供电时，在低功耗蓝牙模式下运行的时间可达两周。
    楼宇自动化：智能家居控制中心可以充分利用 CC2340 MCU 的无线协议支持和高达+8 dBm的输出功率范围。
    个人护理：CC2340无线MCU可在电动牙刷等产品处于睡眠模式时实现低功耗，并能够延长电池寿命。
    更友好的开发环境为了降低蓝牙开发的门槛，普及更广阔的应用空间，TI特别强调了其广阔的蓝牙开发生态系统。
    CC2340预计2023年初量产，目前TI已经开始接受样片和评估板的申请，并且可以获得全球和中国本土FAE团队的支持，可以提供硬件、原理图和布局等审核建议。Kost表示，TI构建了自有的，且经过数年商用化验证的自有蓝牙协议栈，以及全面且免费的SDK，可以与芯片做更好的协同开发。同时，TI也一直通过倾听客户的反馈与需求，以每个季度一个版本的速度，不断更新SDK，以增强开发体验。
    师英则表示，TI针对嵌入式的统一SDK，可以向前向后兼容TI的所有芯片。而针对无线部分，该SDK具有强大、灵活、可裁剪的特性，除蓝牙协议栈之外，还包括了诸如801.15.4、TI私有协议栈、Sub-1GHz等，开发者在统一界面下即可完成所有的开发工作。
    以更实惠的产品普及蓝牙一直以来，TI一直以更小巧、更快速、更可靠、更实惠的产品，实现半导体在电子产品领域的广泛应用。而如今具有出色的待机电流和射频性能以及售价低廉的CC2340的出现，正是这一精神的具体呈现。
    蓝牙技术联盟首席执行官Mark Powell，也对TI帮助蓝牙生态迅速普及给予了肯定，他表示：“2022年，全行业的蓝牙设备出货量预计将达到 50 亿。在德州仪器 (TI) 等蓝牙SIG成员的投入和参与之下，蓝牙技术将能够满足更多对于增强无线连接的应用持续增长的需求。我们的成员提供的创新型解决方案不仅对蓝牙生态系统有利，而且有助于普及蓝牙技术的应用，非常感谢他们对此做出的贡献。”