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       在前面的幾節(jié)，我們知道只有完整的生態(tài)系統(tǒng)才可以推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。在中國(guó)整個(gè)LoRa的生態(tài)各環(huán)境都有大量企業(yè)支持，包括LoRa核心硬件的芯片、模組、傳感器終端、網(wǎng)關(guān)，以及提供平臺(tái)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商，還有許多外圍伙伴，如天線(xiàn)和測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商等。

一、LoRa核心硬件分析

LoRa的核心硬件包括芯片、模組、終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)（基站），這些都是一個(gè)LoRa項(xiàng)目中的必備組成部分。

1.LoRa芯片廠(chǎng)商

1）SoC芯片廠(chǎng)商

       前面幾節(jié)已經(jīng)介紹了目前企業(yè)可通過(guò)Semtech授權(quán)進(jìn)行LoRa芯片開(kāi)發(fā)或者直接采用Semtech晶圓做SIP級(jí)芯片開(kāi)發(fā)。截至2020年初，全球只有意法半導(dǎo)體（ST）和阿里云IoT兩家公司拿到了芯片授權(quán)，其中阿里云IoT將LoRa芯片委托翱捷科技ASR實(shí)現(xiàn)。Semtech公司至今只授權(quán)了一款芯片SX1262給上述兩家公司，并沒(méi)有授權(quán)網(wǎng)關(guān)芯片和其他系列芯片。其中ST公司經(jīng)過(guò)多年技術(shù)開(kāi)發(fā)，其LoRa產(chǎn)品于2020年初發(fā)布；翱捷科技由于拿到IP授權(quán)較晚，于2020年下半年發(fā)布其LoRa芯片。

 

      Semtech公司的終端節(jié)點(diǎn)芯片只是一個(gè)單純的射頻收發(fā)芯片，并不具有MCU的主控功能，使用時(shí)必須配合MCU主控才可以工作。產(chǎn)品定位主要突出LoRa的特性，客戶(hù)可以根據(jù)應(yīng)用的不同選擇合適的MCU，由于市場(chǎng)上的MCU種類(lèi)非常齊全，Semtech公司只需要完善幾種LoRa射頻收發(fā)芯片就足以支持絕大多數(shù)的LoRa應(yīng)用。SoC（System  on Chip這里指MCU+LoRa）芯片的定義則不同，需要針對(duì)多個(gè)場(chǎng)景定義不同的存儲(chǔ)配置等，由于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用是多樣性的，其存儲(chǔ)配置要求千差萬(wàn)別，SoC的產(chǎn)品定義就復(fù)雜很多。

       Semtech公司的優(yōu)勢(shì)是LoRa芯片，就利用其特長(zhǎng)把LoRa芯片做好。針對(duì)小型化一體化的需求，把這個(gè)重任交給了知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)的兩家公司。針對(duì)不同的市場(chǎng)定位，ST公司和ASR公司的芯片都會(huì)采用SoC的形式。ST公司的低功耗MCU在全球物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有統(tǒng)治地位，且一 直致力于物聯(lián)網(wǎng)SoC領(lǐng)域發(fā)展。ASR公司是中國(guó)半導(dǎo)體公司中的后起之秀，具有大量的資金支持和幾百位優(yōu)秀的半導(dǎo)體工程師，同時(shí)背靠阿里巴巴，針對(duì)國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)設(shè)計(jì)自身的SoC。ASR堅(jiān)信他們最懂中國(guó)

LoRa市場(chǎng)，可以設(shè)計(jì)出最符合中國(guó)需求的LoRaSoC。

       圖7-9所示為ST公司的LoRa芯片STM32WL框架圖。這是一個(gè)資源豐富、功能強(qiáng)大的SoC，采用ArmCortex-M4為核心，支持最大256KBFlash存儲(chǔ)和最大64KB的SRAM；同時(shí)支持LoRa、（G）FSK、（G）MSK、BPSK四種調(diào)制方式；其安全加密也進(jìn)行了升級(jí)，提供256位AES/PKA。

       ST公司為了差異化定價(jià)和考慮成本，根據(jù)Flash和RAM大小不同制定了3種型號(hào)，如圖7-10所示，分別為STM32WLE5JC、STM32WLE5JB、STM32WLE5J8，對(duì)應(yīng)的Flash/RAM大小分別為256KB/64KB，128KB/48KB，64KB/20KB。運(yùn)行LoRaWAN協(xié)議的終端建議選擇STM32WLE5JC、STM32WLE5JB，低成本私有協(xié)議終端建議選擇STM32WLE5J8。

圖7-9     STM32WL框圖

 

       如圖7-11（a）所示，ST公司的這顆LoRa的SoC采用5×5的UFBGA封裝；如圖7-11（b）所示，Semtech公司的SX1262芯片的封裝是4mm×4mmQFN封裝。ST的芯片在增加如此多功能和配置后，其芯片邊長(zhǎng)只增加了1mm，ST公司芯片開(kāi)發(fā)能力可見(jiàn)一斑。

       STM32WL這款芯片可以說(shuō)是一款集成度非常高的芯片。其優(yōu)點(diǎn)不言而喻，首先整個(gè)電路占用PCB的面積減小50%以上。尤其是在智能家居等小型化應(yīng)用中，原來(lái)無(wú)法解決的尺寸問(wèn)題得到解決；其次是芯片管理上，由于采用SoC模式，原有MCU對(duì)LoRa芯片的控制部分變?yōu)槠鋬?nèi)部控制管理，其指令精簡(jiǎn)和管理復(fù)雜度的優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)出來(lái)。同樣外圍器件也可以減少很多（原有MCU和LoRa芯片的許多器件可以復(fù)用）?？梢哉f(shuō)ST的這款芯片對(duì)于中國(guó)LoRa的生態(tài)發(fā)展是具有促進(jìn)作用的，填補(bǔ)了許多空白。

圖7-10   STM32WL輪廓圖（數(shù)據(jù)手冊(cè)截圖）

圖7-11      STM32WL與SX1262封裝對(duì)比圖

2）SIP芯片廠(chǎng)商