到目前為止，您肯定知道絕大多數物聯網 （IoT） 設備將是分布在網絡邊緣（有時很遠）的低功耗傳感器節(jié)點。這些系統(tǒng)被部署在從可穿戴設備和遠程監(jiān)控到環(huán)境監(jiān)測和資產跟蹤的應用中，并強調低成本、長電池壽命、室內覆蓋和相對較低的帶寬。這些要求通常與傳統(tǒng)的無線網絡選項不一致。

作為回應，近年來，業(yè)界對低功耗廣域 （LPWA） 網絡基礎設施進行了大量投資。如圖 1 所示，這些技術的增長非常顯著，預計從 2017 年到 2023 年，蜂窩物聯網解決方案將以 30% 的復合年增長率 （CAGR） 增長。

圖 1.到 2023 年，全球 eNB-IoT 和 LTE 類別 M1 連接預計將同比增長 30%。

圖 1 中提到的大部分增長將來自增強型窄帶物聯網 （eNB-IoT），即 3GPP 的 NB-IoT 標準的第 14 版。eNB-IoT 修復了標準版本 13 中導致 NB-IoT 芯片消耗過多功率的缺陷，并改進了睡眠/喚醒狀態(tài)切換以最大限度地降低功耗。最重要的是，eNB-IoT 將 Release 13 的數據速率從 60 Kbps 提高到 160 Kbps 的兩倍多，這有助于進一步降低功耗并延長電池壽命（長達 10 年），因為功率放大器 （PA） 花費更少的時間來傳輸數據。

每個 NB-IoT 運營商和芯片組制造商都將在商業(yè)上部署第 14 版 eNB-IoT 解決方案。

與 LoRa 和 Sigfox 等非 LTE 窄帶 LPWA 網絡選項相比，eNB-IoT 提供了更高的服務質量，這要歸功于在許可頻段的操作、確定性延遲、更高的數據速率和真正的雙向通信。與其他 LTE IoT 連接標準（例如 M 類）相比，eNB-IoT 以一半的成本和三分之一的功耗提供了更簡單的 PHY、通信堆棧和認證過程。

顛覆物聯網網絡價值鏈

隨著 eNB-IoT 技術降低進入門檻、最大限度地降低風險和縮短上市時間，物聯網網絡供應鏈正在經歷一段中斷時期。例如，芯片制造商 Nordic Semiconductor 最近發(fā)布了nRF91，這是一種雙模 Cat-M 和 NB-IoT 系統(tǒng)級封裝 （SiP），可用作蜂窩模塊。與此同時，模塊制造商 u-blox 剛剛發(fā)布了包含內部開發(fā)芯片的NINA-B2系列。之前沒有蜂窩經驗的新競爭對手也正在進入蜂窩物聯網市場，希望提供差異化的硅解決方案。所有這些玩家的目標價位都在 2 美元，其芯片組包括調制解調器、PA、應用處理器、傳感器等。

為了促進這種顛覆，CEVA 發(fā)布了其第二代 DragonFly 無線通信 IP—— DragonFly NB2——這是第一個符合 eNB-IoT Release 14 的 IP 堆棧（圖 2）。除了 eNB-IoT，DragonFly NB2 還集成了多星座 GNSS 支持和語音處理軟件前端。完整的堆棧包括：

完整的 eNB-IoT GNSS 數字前端 （DFE）、RF 收發(fā)器和 14 dBm PA

調制解調器（集成在軟件中）

電源管理單元 （PMU）

CEVA-X1 多功能 DSP 和控制處理器

USIM 和 eSIM 接口

圖 2. CEVA 的 DragonFly NB2 是一個完整的 eNB-IoT 和 GNSS IP 堆棧。

在軟件方面，DragonFly NB2 集成了 eNB-IoT Release 14 UE 協議棧、Layer 1 PHY、加密庫、平臺驅動和 freeRTOS 操作系統(tǒng)。CEVA 還為 DragonFly NB2 開發(fā)了新指令，可降低 CEVA-X1 處理器的時鐘速度，與 DragonFly NB1 相比，有助于將密集型調制解調器和 GNSS 任務的 MIPS 和功耗降低八倍。事實上，這些指令已被證明比專用硬件加速器更節(jié)能、更節(jié)省面積。

其他智能機制，例如軟件任務的時分多路復用，可確保始終保持幾毫安的超低睡眠功耗（圖 3）。

圖 3. CEVA DragonFly NB2 IP 上的時分復用允許處理器保持在超低睡眠模式，在此期間它僅消耗幾毫安的功率。

DragonFly NB2 IP 已經過硅驗證，并在 10 mm x 10 mm 芯片中以 40 nm 和 55 nm 工藝節(jié)點制造。DragonFly NB2 可以作為整個 IP 堆?；蛑皇且粋€子集進行許可。

eNB-IoT IP：面向未來的靈活性

隨著新技術的引入和其他急于上市的技術（如 3GPP 的 NB-IoT 第 13 版）的改進，物聯網無線領域仍處于不斷變化的狀態(tài)。對于那些希望進入一個準備好迎接顛覆的市場而又不承擔與無線網絡波動趨勢相關的風險的人來說，DragonFly NB2 等 IP 解決方案通過軟件提供了足夠的靈活性來保護投資。例如，CEVA 的 DragonFly NB1 解決方案是為 NB-IoT Release 13 開發(fā)的，但仍可以使用 eNB-IoT Release 14 協議棧進行升級。

總之，全面的低功耗 IP 堆棧可以幫助不斷變化的物聯網無線網絡供應鏈快速進入市場，提供比現成硅替代品更具成本效益的差異化產品。

審核編輯：郭婷