A finales de 2019, 4540 millones de personas en todo el mundo tienen acceso a Internet, lo que representa casi el 60 % de la población mundial. A medida que se desarrolla la tecnología de la información de Internet, cada vez más personas se comunican a través de terminales inteligentes . Los requisitos del usuario para la transmisión de red continúan aumentando. El contenido de la transmisión de información ha evolucionado desde la imagen original y la información de texto hasta la transmisión de video, y el escenario de transmisión se ha expandido de persona a persona, de persona a cosa y al Internet de las cosas .

Con los crecientes requisitos de transmisión de datos en dispositivos portátiles, servicios de ubicación, hogar inteligente , Internet industrial de las cosas y otros escenarios, en cuanto a los dispositivos de conexión inalámbrica , al garantizar su operación a largo plazo y transmisión de datos estable, reduce el consumo de energía tanto como posible se ha convertido en una demanda urgente en el mercado. No importa en el campo de la electrónica de consumo tradicional o el negocio industrial, Bluetooth juega un papel muy importante en la transmisión inalámbrica. El Bluetooth clásico era el principal método de comunicación inalámbrica de audio de corto alcance en ese momento. Sin embargo, debido al alto consumo de energía de los clásicos auriculares, parlantes y otros dispositivos Bluetooth, la aplicación de la tecnología Bluetooth tiene grandes limitaciones.

En 2010, la aparición de BLE4.0, una tecnología Bluetooth de baja potencia, resolvió el problema del alto consumo de energía de los dispositivos conectados de forma inalámbrica. La tecnología de bajo consumo ha hecho que el mercado de Bluetooth crezca de forma descontrolada, y varios fabricantes de chips Bluetooth compiten entre sí para lanzar sus propios chips Bluetooth de bajo consumo, lo que hace que el mercado de chips Bluetooth sea una situación próspera.

A continuación se presenta principalmente el historial de desarrollo de tres fabricantes de chips BLE: Texas Instruments (TI), Nordic Semiconductor y Dialog.

El primer año de BLE 4.0 TI dio un golpe preventivo

Poco después de la aparición de la tecnología Bluetooth Low Energy 4.0 , se lanzaron rápidamente los primeros productos estrella de TI compatibles con Bluetooth 4.0, CC2540 y CC2541. Con las ventajas de un sólido soporte técnico, fácil desarrollo y bajo umbral de I+D, rápidamente se apoderaron del mercado de Bluetooth Low Energy y ocuparon una cuota de mercado muy alta. CC2540, CC2541 adoptan 8051 core, 256 KB Flash, la potencia informática central puede realizar transmisión transparente de datos, control de luz PWM y otras funciones.

La empresa Dialog se centra en el consumo de energía ultrabajo y en los chips de tamaño ultrapequeño. En 2013, lanzó el chip DA14580, que rápidamente promovió la implementación de la gestión de la salud: aplicaciones de pulseras y se apoderó de una gran parte del mercado de pulseras.

DA14580 adopta un núcleo ARM Cortex-M0 de 16 MHz y 32 bits, con 84 KB de ROM y 50 KB de RAM. Puede admitir funciones comunes como la grabación de pasos y el tiempo utilizado en el brazalete. La ROM OTP interna tiene capacidad de programación única y es adecuada para aplicaciones que requieren cierta flexibilidad y bajo costo, especialmente el brazalete de productos electrónicos, que se renueva continuamente y necesita una producción en masa rápida.

Cuando se lanzó DA14580, creó tres primicias mundiales: el consumo de energía más bajo del mundo, el paquete más pequeño del mundo y el primer BLE SOC integrado con el circuito Balun. Estas características hacen que DA14580 sea fácil de promocionar en el mercado de pulseras. Con suficiente poder de cómputo y el paquete más pequeño, se puede colocar fácilmente en el brazalete, de modo que la tecnología Bluetooth se puede usar en el brazalete con espacio más limitado. La tecnología Bluetooth Low Energy hace que la pulsera tenga una buena duración de la batería. Con la misma fuente de alimentación de CC-CC, se requieren menos circuitos periféricos y, en consecuencia, el costo se reduce. DA14580 ocupó rápidamente la mitad del mercado de pulseras.

El nRF51822 lanzado por Nordic en 2012 es compatible con BLE 4.0, utiliza el núcleo ARM Cortex M0, integra 256 KB de Flash y 16 KB de RAM. El nRF51822 de Nordic también funciona bien en el mercado de pulseras. En ese momento, se utilizó nRF51822 para desarrollar el brazalete en China, el más representativo fue el brazalete Baidu: el brazalete Codoon, el primer dispositivo portátil portátil desarrollado por Baidu. El código y el diagrama esquemático del hardware son completamente de código abierto, lo que atrae a una gran cantidad de desarrolladores para desarrollar y depurar. Para el mercado de bajo coste, Nordic lanzó posteriormente un nRF51802 sensible a los costes en comparación con el nRF51822.

En la era denominada "El primer año de BLE4.0", TI tomó la delantera al lanzar CC2540 y CC2541 para apoderarse de la mayor parte del mercado BLE, y Dialog rápidamente se apoderó del mercado de brazaletes con su consumo de energía ultra bajo. El rendimiento del chip BLE de Nordic fue mediocre.

El primer año de BLE 4.2 Nordic se convirtió en el as en la manga

En 2014, se lanzó Bluetooth 4.2 , que no solo mejora la velocidad de transmisión en 2,5 veces, sino que también tiene una mayor privacidad y puede conectarse a la red a través de IPv6. En 2015, TI lanzó CC2640chip compatible con BLE4.2 e introdujo la plataforma de microcontrolador SimpleLink por primera vez, proporcionando una variedad de series de productos de MCU ARM® cableados e inalámbricos en un solo entorno de desarrollo de software, proporcionando opciones flexibles de hardware, software y herramientas para IoT y aplicaciones automotrices, y estableciendo nuevos estándares para los desarrolladores. El chip CC2640 utiliza un núcleo ARM Cortex M3 + núcleo M0. El núcleo M0 se utiliza como chip controlador de sensor. El controlador del sensor preprocesa los datos recopilados, y los datos que exceden el valor de umbral preestablecido debilitarán la CPU principal para el procesamiento, a fin de reducir el consumo de energía de la CPU principal tanto como sea posible, reduciendo así el consumo de energía general de CC2640. Sin embargo, el Flash de 128 KB es demasiado pequeño para desarrollar aplicaciones más complejas, CC2640 básicamente perdió el mercado de pulseras.

El nRF52832 utiliza un núcleo ARM Cortex M4F con aritmética de punto flotante, Flash de 512 KB, RAM de 64 KB, y el rendimiento del núcleo y la capacidad de memoria aumentan exponencialmente. nRF52832 es también el primer chip BLE del mundo que admite partes de las funciones de Bluetooth 5.0. La tasa de comunicación y el alcance de Bluetooth 5.0 han mejorado mucho en comparación con Bluetooth 4.2. La introducción de nRF52832 interrumpió por completo el patrón del mercado de Bluetooth. Nordic estableció la posición dominante del mercado de Bluetooth con nRF52832.

TI no pudo desarrollar un chip comparable a nRF52832 en poco tiempo. Sobre la base de CC2640, CC2640R2F se lanzó rápidamente a fines de 2016, admitiendo partes de las funciones de Bluetooth 5.0 y respondiendo al lanzamiento del chip nRF52832 de Nordic. El costo de CC2640R2F no es muy diferente al de CC2640, pero es obvio que CC2640R2F no puede competir con nRF52832.

En el primer año de BLE4.2, Nordic logró un contraataque con nRF52832 y estableció su posición dominante. Y rápidamente, TI lanzó CC2640R2F en respuesta al chip Nordic nRF52832 para ocupar el mercado, mientras que Dialog continúa trabajando duro en el mercado de pulseras.

La competencia de BLE SoC se vuelve más feroz

Desde entonces, la competencia de los principales fabricantes de chips en BLE SoC ha entrado al rojo vivo. En 2018, TI lanzó CC2642, actualizó el núcleo a ARM Cortex M4F, admitió Bluetooth 5.0 completo con flash de 352 KB y ROM de 256 KB, y actualizó los parámetros de rendimiento del chip BLE. TI continuó mejorando y perfeccionando la plataforma SimpleLink.

Nordic presentó el producto estrella nRF52840 que es totalmente compatible con la función Bluetooth 5.0. Utiliza 1 MB de flash y 256 KB de RAM, y sus parámetros de rendimiento se mejoran aún más, lo que puede cumplir con escenarios de aplicaciones y requisitos de potencia informática más complejos, y continúa consolidando su posición en el mercado de chips Bluetooth.

Mientras mejoraban los parámetros de rendimiento de los chips, los principales fabricantes de chips Bluetooth comenzaron a mejorar y perfeccionar la línea de productos para diferentes necesidades de posicionamiento de productos. La tendencia del mercado de Bluetooth ha cambiado sutilmente. Mientras satisfacen las aplicaciones del mercado de gama alta, los fabricantes también han comenzado a aprovechar la cuota del mercado de gama baja.

Diálogo

Bajo costo. Por otro lado, Dialog ha lanzado un chip DA14531 de bajo coste, que se apodera aún más de la cuota de mercado de las pulseras de gama baja.

Alto rendimiento. El 14 de noviembre de 2019, Nordic anunció el lanzamiento del primer miembro de la próxima generación de chips de la serie nRF53: el SoC multiprotocolo de gama alta nRF5340 , diseñado con el procesador ARM Cortex-M33 de doble núcleo, con 1 MB de Flash, 512 KB RAM, para satisfacer las necesidades de escenarios de aplicaciones funcionales complejas.

Alto rendimiento. TI lanzó los chips multiprotocolo CC1352, CC2652 para el hogar inteligente .

Bajo costo. En términos de chips de bajo costo, TI lanzó el CC2640L para brindar más opciones a los usuarios que buscan rentabilidad.

Desde el momento en que los chips BLE no eran populares en el mercado hasta ahora, cuando los productos de chips se subdividen en cada demanda de aplicación funcional, existen varios fabricantes en el mercado de chips BLE y cada uno tiene sus propias características. Hasta ahora, la cuota de mercado de Bluetooth es Nordic, Dialog y TI. A excepción de estas tres empresas, ST y Silicon Labs tienen una pequeña participación de mercado debido a su entrada tardía en el mercado BLE.

Los chips de China están floreciendo