第二代无线平台历久弥新，赋能物联网创新迭代

“ Silicon Labs（芯科科技）的第二代无线平台SoC（Series 2）基于这样一个前提设计：无线MCU不仅要连接设备，还要整合它们。因此能够为物联网开发者们提供集高集成度、设计简化与规模化等重要价值于一身的解决方案，长期持续赋能物联网产品的创新与迭代。
”

作者：Jayant Jyoti，芯科科技高级产品营销经理

十多年来，无线微控制器（MCU）的评估主要集中在射频性能上。覆盖范围、灵敏度、协议支持和发射功率曾是决定领先地位的关键因素。今天，这些指标依然重要，但在现代物联网（IoT）系统中，连接性已不再是主要制约因素，系统复杂性才是。Silicon Labs（芯科科技）的第二代无线平台SoC（Series 2）基于这样一个前提设计：无线MCU不仅要连接设备，还要整合它们。因此能够为物联网开发者们提供集高集成度、设计简化与规模化等重要价值于一身的解决方案，长期持续赋能物联网产品的创新与迭代。

行业发展至今，芯科科技已推出全新第三代无线平台SoC，多代平台产品并行供货、互为补充，共同构筑芯科科技在低功耗无线物联网领域的技术领导力。第二代无线平台产品多年持续引领海量物联网设备规模化落地，是当下物联网设备厂商的重要选择之一。而我们的第三代无线平台SoC采用22nm先进工艺，在算力、内存、边缘AI、高安全性方面实现代际跃升，可面向下一代物联网和边缘AI场景持续引领行业创新。

重新思考物联网无线MCU的角色

如今的物联网产品被期待具备更高的智能、更出色的能效、更快的上市速度，同时降低成本。然而许多设计仍依赖于同一电路板上运行的多个MCU：一个负责连接，一个负责应用控制，一个负责实时处理，有时还需要第四个用于传感或设备管理。

这种架构之所以得以延续，是因为人们已经习惯了它，但远非最佳方案。随着物联网系统演进，射频性能已不再是唯一衡量标准，系统架构效率才是关键。

导致现今物联网设计低效的隐藏因素

一个典型的连网设备通常包括：

• 支持低功耗蓝牙（Bluetooth LE）、Zigbee、Thread或专有协议的无线SoC

• 控制逻辑的应用MCU

• 用于高确定性执行的电机控制MCU

• 用于传感或管理的低功耗控制器

每增加一个器件都会增加：

• 物料清单（BOM）成本

• PCB面积

• 固件复杂度

• 验证工作量

• 处理器间延迟

• 空闲与漏电功耗

讽刺的是，这些重复很多都没有必要。无线工作负载是事件驱动、突发式的。在许多系统中，连接协议栈只消耗少量CPU周期。处理器在处理数据包时处于活跃状态，之后会长时间处于空闲状态。这造成结构性低效：大量计算能力闲置，而电路板上却增加了额外MCU。芯科科技的第二代无线平台SoC的优势在于可重新利用这些计算余量，在不牺牲无线性能的前提下整合更多系统功能。

整合的前提是必须有完善隔离机制

许多系统保持分隔的主要原因是：工程师担心合并工作负载会破坏无线单元的确定性或给实时任务引入时序抖动。

芯科科技第二代无线SoC平台完美地解决了这一点。它采用多核、事件驱动架构，实现功能分离：

• 专用内核管理射频与安全运行

• 延迟敏感的无线任务独立执行

• 应用内核可用于控制、传感与人工智能（AI）加速

这种分离确保了在增加应用功能时不会降低无线性能或影响实时行为。设计人员不再需要通过分区来保护射频完整性，而是通过架构来实现这一目标。

事件驱动计算：更少功耗完成更多工作

减少器件数量只是系统优化的一部分，功耗效率同样关键。传统MCU系统高度依赖CPU干预，中断驱动的设计会频繁唤醒处理器，从而增加动态功耗与软件开销。

第二代无线SoC平台采用完全不同的方法：

• 外设反射系统（PRS）让外设能够直接相互通信

• 硬件事件触发硬件响应

• 数据可通过直接内存访问（DMA）通道传输而无需唤醒CPU

• ADC转换可自动启动内存传输

• 比较器事件可直接调整PWM输出

• 定时器可自主协调控制回路

处理器仅在需要计算时唤醒，更多工作在硬件中完成，软件能耗更少。这对电池供电和能效敏感的系统来说是结构性优势。包括：

• 更低动态功耗

• 确定的实时行为

• 更高计算利用率

单芯片实现实时控制与连接

电机控制（Motor Control）是系统整合挑战的典型案例。闭环磁场定向控制（FoC）需要精确时序、高速ADC采样和协调PWM更新。过去，这需要专用MCU来保证确定性性能。我们的第二代无线SoC平台打破这一框架。通过先进PWM外设、高性能ADC、硬件事件路由和高效Arm Cortex-M33处理器，第二代无线SoC平台能在同一芯片上同时执行闭环FoC和低功耗蓝牙协议栈。

这进一步实现了：

• 单芯片电机与无线设计

• 降低系统延迟

• 简化固件架构

• 减少PCB复杂度

对客户的直接影响是：

• 降低BOM成本

• 降低功耗

• 缩短验证周期

• 加快上市时间

当实时控制与连接功能共存于同一平台时，智能设备的经济性便会发生变化。

无需额外芯片的嵌入式AI/ML硬件加速器

下一代物联网系统需要本地智能：传感器融合、异常检测、预测性维护和信号分类正逐步从云端转向边缘。传统方法是靠增加硬件，如外部NPU或更大的应用处理器，导致成本、面积和功耗复杂度上升。

芯科科技的第二代无线SoC平台集成了矩阵向量处理器（MVP），优化线性代数、DSP工作负载和神经网络推理。通过卸载计算密集型操作：

• CPU周期可用于控制与连接

• 推理延迟可预测

• 单次推理能耗显著降低

AI/ML成为系统原生能力，而非在架构层面额外附加。智能是集成于系统之中的，而非附加的。

可扩展的平台一致性

架构一致性与性能同样重要。第二代无线SoC平台的能力覆盖低功耗蓝牙、多协议、Sub-GHz和专有协议，电机控制外设、AI加速、事件路由和安全架构在整个产品组合中保持一致。

这带来诸多优势：

• 不同产品型号间的软件复用

• 减少SKU激增

• 简化认证流程

• 更快功能扩展

随着企业扩展产品线或进入新市场，一致的平台减少技术与运营摩擦，平台连续性成为工程生产力的倍增器。

连接功能已不再是系统的边缘，而是逐渐成为核心

许多厂商通过在传统MCU架构上增加射频来实现连接。第二代无线SoC平台采取相反路径：将应用计算、控制逻辑和AI功能集成到无线平台本身。其目标不是通过增加更多芯片来扩展功能，而是减少芯片。

在现代物联网系统中，领先的衡量标准将是：

• 能消除多少组件

• 如何高效利用计算余量

• 如何智能管理功耗

• 如何无缝扩展功能

第二代无线SoC平台重新定义无线MCU

第二代无线SoC平台重新定义了无线MCU：它既是连接平台，也是应用处理器、实时控制引擎和嵌入式AI/ML加速器，全部集成在单一、低功耗架构中，专为现实世界物联网系统而优化。

随着物联网架构不断整合，问题不再是无线MCU是否应该做更多，而是它们能多高效地替代系统其他部分。芯科科技自推出第二代无线SoC平台以来就面向这一未来需求而不断优化设计。在现代物联网设计中，最有价值的创新或许不是在电路板上增加什么，而是终于可以去掉什么。

展望未来，芯科科技将凭借其突破性的第三代无线平台SoC再次引领潮流。在第二代平台取得市场领先地位的基础上，第三代平台通过集成前沿的AI加速技术、强大的安全性以及对多种协议的支持，使芯科科技在推动AI和物联网未来发展的道路上处于领先地位，让设备更加智能、自主和安全。随着物联网领域的持续演进，第三代平台将助力开发者创造出下一代智能联网设备，解锁更多应用场景。