物聯網（IoT）昭示著一個美好未來，不僅擁有更高的連線性，還可能整合幾乎所有一切，造福我們的日常生活。與這個機會相伴的是各種挑戰，包括努力找出最恰當的敘述，描繪這個機會對每個人（包括半導體製造商）來說有多大，以及利益相關者如何應對這些機會。

安森美半導體追蹤了一些可靠的資訊來源，以?明其未來願景定義。從這些資料中我們可以看到，物聯網可說就是在當下。例如，三年內智慧手機使用量將翻倍，從20億增加到40億。但這個趨勢的真正推動因素來自於連線—到2025年，預計將有750億台互聯裝置，是今天的5倍。3年內，五分之一的汽車（5200萬或目前數量的兩倍多）將實現互聯；5年內，當前8.6台家庭互聯裝置爆發增加近60倍，達到500台。

物聯網將現代生活的各個方面與家庭、汽車、電腦、可穿戴裝置和智慧手機結合在一起，將資料與其他應用一起推向雲端，如智慧工廠、工業自動化和農業等。毫無疑問，未來會出現更多應用，即使僅根據我們已知道的資訊，三年內日常資料流程量預計會從2 EB （Extrabytes, 百萬兆位元組）增加到120 EB（Extrabytes, 百萬兆位元組）。

市場和技術挑戰

平衡匹配市場需求與技術的可能性是技術專家面臨的最大挑戰之一。一方面，市場對新產品的需求不斷增長，並期望更高的易用性、可擴展性、更低的成本以及更高的感知價值。但為了實現這些目標，系統架構師和元件製造商必須努力克服軟體、連線性、資料處理和高能源等等挑戰，還全都要在高度壓縮的期限和外觀尺寸內做到！

然而，每個應用都不同，具體要求也相異，這意味著每個方案要適應力強。行動寬頻擴展了物聯網的覆蓋範圍，並要求數Gbps的極端資料速率和每平方公里近10 Tbps的容量。自動駕駛汽車、基礎設施、工業自動化和醫療應用的任務關鍵性質要求安全、超高資料完整性和低延遲。

隨著物聯網蔓延到偏遠地區，高能效變得至關重要，期望電池壽命可達10-20年，或最好能無電池運行。感測是物聯網的基礎，能夠讓系統瞭解周圍的萬事萬物，根據該資訊處理決定並將相關資訊發送到雲端。雖然光、熱和壓力等基本參數的感測和測量有所進展，但基於視覺的感測仍有很大提升空間。透過攝影機的視覺感測，物聯網節點可以檢測甚至識別移動物體、人員和其他即時視訊資訊，從而提供前所未有的先進感測方案。

我們預期，消費市場的創新將擴散到應用和市場，提升各方面的門檻。為此，安森美半導體和其他活躍在這領域的公司不斷開發創新高能效的產品，以支援物聯網各方面的實現。

物聯網方案

在安森美半導體，我們看到未來物聯網方案將以四大功能為基礎：分析、感測、管理/支援和通訊/互連。

物聯網最令人振奮的一項連線性發展是Sigfox—重塑物聯網連線性的全球低功耗廣域網路（LPWA），大量降低了物理設備安全連接到雲端所需的成本和能耗。

產品特色

近期安森美半導體推出新的可程式設計射頻（RF）系統級封裝（SiP） AX-SIP-SFEU，為上行和下行通訊提供整合的Sigfox方案。該設備是未來幾個月將推出的SiP新系列中的首款，提供全面即用型turn-key RF方案，支援需要物聯網連接的許多不同應用。

圖1 : 可程式設計射頻系統級封裝AX-SIP-SFEU，為上行和下行通訊提供整合的Sigfox方案。

具有挑戰性的空間限制是許多物聯網應用的特點，7 mm x 9 mm x 1 mm SiP收發器尺寸約佔一個基於模塊方案的板的三分之一和整體尺寸的十分之一，工程師因此獲得更高的設計自由。AX-SIP-SFEU以AX-SFEU系統單晶片（SoC）系列的成功為基礎並整合了所有必要功能，為Sigfox應用提供了真正的單晶片方案。這「創新思維」的方案有助於簡化設計，加快產品上市時間，客戶得以專注於天線設計而降低整體開發成本。

Sigfox聲稱擁有最低功耗的「裝置到雲端」，超低功耗的元件設計如AX-SIP-SFEU提供了互補，實現最小的待機、睡眠和深度睡眠模式的電流，減少電池消耗並延長工作週期。

另一個能夠實現物聯網發展和普及的元件是RSL10。這款多協定藍牙5認證無線電SoC為物聯網帶來超低功耗無線技術。RSL10提供低功耗，與其他多協定無線電SoC不同，它專為1.2 V和1.5 V電池應用而設計，且無需DC-DC轉換器。

圖2 : RSL10專為1.2 V和1.5 V電池應用而設計，且無需DC-DC轉換器。

RSL10具有雙核架構和2.4 GHz收發器，可靈活支持藍牙低功耗（BLE）以及專利或客製的2.4 GHz協議。

安森美半導體的 NCS36510也是物聯網連線性的方案，它是一款用於2.4 GHz IEEE 802.15.4-2006應用的低功耗、全整合SoC。該方案整合了相容的收發器、ARM Cortex-M3處理器、RAM、快閃記憶體、真實亂數產生器和多個週邊元件，以最少的外部元件支持全面且安全的無線網路設計。

圖3 : NCS36510是一款用於2.4 GHz IEEE 802.15.4-2006應用的低功耗、全整合SoC。

圖4 : 安森美半導體的解決方案能夠使工程師和具有最少專業知識的開發人員都能開發物聯網應用，加快從理念到投入生產的速度。

這裡描述的所有元件都是安森美半導體和其他半導體廠商支持物聯網潛能的範例。這些新低功耗方案是物聯網「生態系」的一部分，安森美半導體的方案還包括物聯網開發套件（IDK），為工業物聯網、智慧城市/樓宇和行動醫療應用提供可配置的快速原型平台，使工程師和具有最少專業知識的開發人員都能開發物聯網應用，加快從理念到投入生產的速度。

（本文作者Brian Buchanan為安森美半導體戰略管銷經理）