万物智联需要怎样的国产信号链技术？

集微网报道，根据IDC最新预测数据，2021年全球物联网（企业级）支出规模达6,902.6亿美元，并有望在2026年达到1.1万亿美元，五年（2022-2026）复合增长率（CAGR）10.7%。其中，中国企业级市场规模将在2026年达到2,940亿美元，复合增长率（CAGR）13.2%。全球占比约为25.7%，继续保持全球最大物联网市场体量。

体量庞大且仍在持续增长的物联网市场，对芯片技术提出了越来越高的要求。通常而言，物联网大部分创新都集中在数字技术上，但在边缘端，模拟技术的精进同样至关重要。作为收集数据的关键技术，模拟层的质量决定了一个物联网系统中其他的一切质量。

模拟芯片按功能可分为信号链和电源管理两大类，其中信号链是模拟技术的基础，其目的是在实时信息分析的基础上收集和处理数据，产品主要包括线性产品、转换器产品和接口产品，主要用于模拟信号处理、模拟信号和数字信号相互转换，以及电子系统之间的信号传输等，如放大器、比较器和模拟开关，广泛应用于工业，通讯，医疗行业。

在万物智联的未来，信号链技术的机遇与挑战共存。对于国产厂商而言，不仅需要对产品性能不断打磨，更重要的是对应用场景和客户需求的深度理解。

更智能的信号链产品

芯海科技是是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链集成电路设计企业。该公司副总裁万巍告诉集微网，物联网的发展进入智能时代，万物感知和万物互联的形态正在高速形成，这使得物联网碎片化的问题进一步加深，传统的模拟芯片功能和应用场景单一，将很难灵活满足物联网的多样需求。

芯海科技副总裁万巍

中国物联网由于连接类型更复杂、IP连接规模更庞大，碎片化也更为严重。根据IDC统计，2020年底中国物联网IP连接量达到45.3亿，2020-2025年，中国物联网IP连接量年复合增速将达到17.8%，到2025年总连接量将达到102.7亿，并将占到亚太（除日本）总连接量的84%。

因此，中国市场更需要聪明和灵活的信号链技术。万巍表示，芯海科技最新推出的SmartAnalog品牌系列就是从产品设计的角度思考如何让信号链产品更加智能，以此来适应不同类型的多种应用场景。

据芯海科技市场经理袁昆介绍，不同于传统ADC芯片，SmartAnalog是一颗集成了包括高性能ADC等一系列模拟IP和ARM M0 32位处理器的智能SoC，兼具信号处理和逻辑判断能力。其在拥有低成本优势的同时，还能在更广泛的应用场景中进行高效的数据处理。

同时，SmartAnalog系列未来能够通过在线升级来应对新兴需求的出现，这种灵活性能够帮助客户极大的降低硬件更新的成本。

更可靠、更精密、更低功耗

除了更智能，芯海科技还凭借多年来在信号链技术领域的积累，将更高的可靠性、更强的数据采集能力和更低的功耗等多个优异的性能指标集中到了SmartAnalog系列中，使得该系列的性能足以更高要求的应用场景。

袁昆指出，SmartAnalog集成了高精度24位Σ-Δ ADC、SmartAnalog智能模拟模块、温度传感器、低温漂基准、DAC、LED驱动等一系列模拟功能。其中高性能ADC、SmartAnalog模块和M0处理器组合构建了该系列的核心竞争力。

首先，作为信号采集处理的关键部分，ADC规格如下：

·4个差分或8个单端输入通道；

·低噪声可编程增益放大器(PGA):1~128；

·可编程数据速率：2.5 SPS~8k SPS；

·最高23bit ENOB/20.3bit Noise Free；

·FIR/SINC2/SINC3滤波器；

·支持单周期稳定；

·支持50/60Hz工频干扰抑制。此外，作为SmartAnalog命名由来的SmartAnalog模块，在数据采集、传感器等应用领域可以大显身手。该模块由一个电压激励源、两个电流激励源、通断检测功能等组成；

·4~1000μA可编程激励电流源；

·多模式可编程电压源；

·12位DAC；

·通断检测功能。

最后，作为处理算法的载体M0兼顾了性价比和应用场景的考虑。M0是ARM入门级内核，性价比极高。SmartAnalog首发产品为M0配置了64KB的Flash存储器，6K的系统存储器和8K SRAM。数据处理能力和存储容量可以满足绝大部分应用的存储要求。结合多种模拟功能和丰富的接口资源，拥有了完整的片上系统解决能力，能够帮助客户实现系统小型化和极简设计，可以大幅节省产品的综合成本。

同时，SmartAnalog首发产品具有-40℃~105℃的环境温度工作能力，广泛适用于工业自动化与过程控制、智能变送器、智能传感器、电力设施、健康医疗、高端消费及部分汽车电子等领域。

“通过挖掘行业和客户的痛点，芯海致力于打造性能更优异和功能更丰富的产品来满足客户需求。”袁昆告诉集微网，“在产品定义之初，SmartAnalog系列在关键的模拟指标上就不弱于国际大厂。从产品定义、立项开发到后段的大量测试，历经近三年时间，芯海对SmartAnalog的锻造和打磨不仅仅是从成本上与国际大厂竞争，更注重的是性能上的优势。通过国内供应商的产品实现，成本层面的优势是毋庸置疑的，更重要的是实现了更高的性能。”

展望未来

芯海科技在信号链技术上通过集成ARM处理器来打造的SmartAnalog系列产品将为中国物联网发展提供了高效助力，也为国产信号链技术的发展提供了思路。

追求高性能指标和追求智能化将是同等重要的两项目标，模拟技术和数字技术的融合将是完成这两项目标的重要路径之一。SmartAnalog系列集成的是ARM内核，而RISC-V处理器未来或许也能够在信号链技术与数字技术融合的发展道路上提供助力。

万巍透露，芯海科技也在持续关注RISC-V指令集架构的应用，未来不排除会推出相关产品。

“RISC-V指令集的特点是模块化，能够向下兼容，”万巍表示，“而且RISC-V架构可以用户自定义指令，这两项特点让RISC-V架构功耗更低、运行效率更高，能在单一场景中发挥更大作用，而ARM架构则能够应对不同场景提出的需求。”

未来，信号链技术的发展或将与数字技术出现更多形式和种类的融合。参考芯海科技在SmartAnalog系列上的成功，当数据采集和信号处理集于一体，当软件定义的模块化系统设计在模拟芯片上实现，当更高的性能指标与更广泛的应用场景兼顾，国产芯片的使命将不再只是完成替代，而是定义和引领未来。（校对人/Lau）