ชิปไร้สาย Silicon Labs SiXG301 และ SiXG302 “Series 3” สำหรับแอปพลิเคชัน IoT ที่ใช้พลังงานจากสายไฟและแบตเตอรี่

Silicon Labs ได้เปิดตัวชิป SoC “Series 3” ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยี 22 นาโนเมตร (nm) ได้แก่ SiXG301 และ SiXG302 ซึ่งเป็นชิป multiprotocol wireless SoC ที่ใช้ Arm Cortex-M33 โดยออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ IoT ทั้งแบบใช้ไฟฟ้าจากสาย (line-powered) และแบบใช้แบตเตอรี่

ชิป SiXG301 มาพร้อมกับหน่วยความจำแฟลชขนาด 4MB และ SRAM ขนาด 512KB ภายในยังมีวงจรขับ LED ล่วงหน้า (LED pre-driver) สำหรับใช้งานในผลิตภัณฑ์ไฟอัจฉริยะ (Smart Lighting) และบ้านอัจฉริยะ (Smart Home) และรองรับการสื่อสารไร้สาย 2.4 GHz หลายโปรโตคอล เช่น Bluetooth, Zigbee และ Thread รวมถึงรองรับ มาตรฐาน Matter ส่วนชิป SiXG302 ที่รองรับเฉพาะ Bluetooth และ Matter จะมีการใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ โดยใช้กระแสไฟฟ้าเพียง 15 ไมโครแอมป์ต่อเมกะเฮิรตซ์ (µA/MHz) หรือ ต่ำกว่าชิปคู่แข่งในระดับเดียวกันถึง 30% จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ไร้สายที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เช่น เซ็นเซอร์ และ แอคชูเอเตอร์ไร้สาย บทความนี้จะเน้นไปที่ SiMG301 SoC แบบมัลติโปรโตคอล และ SiBG301 SoC สำหรับ Bluetooth LE เนื่องจากข้อมูลของซีรีส์ SiXG302 (รุ่น SiMG302 และ SiBG302) ยังมีอยู่อย่างจำกัดในขณะนี้

Silicon Labs SiMG301 / SiBG301 specifications:

• MCU Core –Arm Cortex-M33 แบบ 32 บิต รองรับคำสั่ง DSP และหน่วยประมวลผลจุดลอยตัว (FPU) ความเร็วสูงสุด: 150 MHz
• หน่วยความจำ – RAM 384KB หรือ 512KB
• ที่เก็บข้อมูล – Flash สูงสุด 4MB แบบ co-packaged รองรับหน่วยความจำภายนอกผ่าน QSPI พร้อมระบบ การตรวจสอบความถูกต้องและการเข้ารหัสในขณะทำงาน (Run-time authentication & encryption)
• การเชื่อมต่อไร้สาย (Wireless)
  • คลื่นความถี่ 2.4 GHz
    • ความไวสัญญาณ (Sensitivity) -106.3 dBm @ 250 kbps O-QPSK DSSS
    • ความไวสัญญาณ (Sensitivity)  -106.8 dBm @ 125 kbps GFSK
    • ความไวสัญญาณ (Sensitivity)  -98.6 dBm @ 1 Mbps GFSK
    • ความไวสัญญาณ (Sensitivity)  -95.7 dBm @ 2 Mbps GFSK
    • กำลังส่ง (Tx power) สูงสุด 10 dBm
  • Modulation Formats
    • 2 (G)FSK พร้อมการกำหนดรูปร่างสัญญาณได้
    • OQPSK DSSS
    • (G)MSK
  • โปรโตคอลที่รองรับ
    • SiMG301
      • Matter, OpenThread, Zigbee (ผ่าน 802.15.4)
      • Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, Proprietary 2.4 GHz
      • Multiprotocol (DMP and CMP)
    • SiBG301 – Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, Proprietary 2.4 GHz
• อุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripherals)
  • สูงสุด 28x GPIOs มีการคงสถานะ output และรองรับ interrupt แบบ asynchronous
  • 3 Enhanced Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter (EUSART) รองรับการสื่อสารผ่าน UART, SPI, DALI, IrDA และ SmartCard
    3x I2C รองรับ SMBus
  • 2-channel LED Pre-driver (LEDDRV)
  • 2x Serial Pixel Interface (PIXELRZ)
  • แอนะล็อก
    • ADC 12-bit ความเร็ว 1 Msps
    • 2x Analog Comparator (ACMP)
    • DMA 8 ช่อง (LDMA)
    • ระบบ Peripheral Reflex (PRS) 16 ช่อง
  • ตัวนับเวลา (Timers)
    • 2x ตัวนับ/ตัวจับเวลาแบบ 7 ช่องสัญญาณ ขนาด 32 บิต พร้อมความสามารถ Compare, Capture และ Enhanced PWM
    • 2x ตัวนับ/ตัวจับเวลาแบบ 3 ช่องสัญญาณ ขนาด 32 บิต พร้อมความสามารถ Compare, Capture และ Enhanced PWM
    • 2x ตัวนับเวลาจริงขนาด 32 บิต (SYSRTC/BURTC)
    • ตัวจับเวลาแบบพลังงานต่ำขนาด 24 บิต สำหรับสร้างคลื่นสัญญาณ (LETIMER)
    • ตัวนับพัลส์ขนาด 16 บิต พร้อมการทำงานแบบอะซิงโครนัส (PCNT)
    • 2x ตัวจับเวลาเฝ้าระวังระบบ (Watchdog Timer, WDOG)
  • เซนเซอร์วัดอุณหภูมิของ die (ยังไม่ระบุความแม่นยำ)
• ออสซิลเลเตอร์ (Oscillators)
  • High-Frequency Crystal Oscillator (HFXO)
  • High-Frequency RC Oscillator (HFRCO)
  • Low-Frequency 32.768 kHz RC Oscillator (LFRCO)
  • Low-Frequency 32.768 kHz Crystal Oscillator (LFXO)
• ระบบความปลอดภัย – Secure Vault High
  • Hardware Cryptographic Acceleration for AES128/192/256, ChaCha20-Poly1305, SHA-1, SHA-2/256/384/512, ECDSA+ECDH(P-192, P-256, P-384), Ed25519 and Curve25519, J-PAKE, PBKDF2, SPAKE2+
  • True Random Number Generator (TRNG)
  • ARM TrustZone
  • Secure Boot (Root of Trust Secure Loader)
  • Secure Debug Unlock
  • DPA Countermeasures
  • Secure Key Management with PUF
  • Anti-Tamper
  • Secure Attestation
  • DFA Detection
  • Authenticated XiP (AXiP)
  • Designed for PSA level 3 certification
• การใช้พลังงาน
  • กระแสไฟขณะรับข้อมูล (RX) 8.1 mA ที่อัตรา 1 Mbps GFSK ในโหมด EM1 @ 38.4 MHz
  • กระแสไฟขณะรับข้อมูล (RX) 9.0 mA ที่อัตรา 250 kbps O-QPSK DSSS ในโหมด EM1 @ 38.4 MHz
  • กระแสไฟขณะส่งข้อมูล (TX) 11.4 mA ที่กำลังส่ง 0 dBm ในโหมด EM1 @ 38.4 MHz
  • กระแสไฟขณะส่งข้อมูล (TX) 28.6 mA ที่กำลังส่ง 10 dBm ในโหมด EM1 @ 38.4 MHz
  • กระแสไฟ 47 μA/MHz ขณะทำงานในโหมดแอคทีฟ EM0 ที่ความถี่ 150 MHz
• แรงดันไฟเลี้ยง – ทำงานได้ที่ 1.8V ถึง 3.6V
• แพ็คเกจ
  • QFN32 ขนาด 4 × 4 มม.
  • QFN40 ขนาด 5 × 5 มม.
• ช่วงอุณหภูมิ – -40 ถึง 125°C
• กระบวนการผลิต – 22 นาโนเมตร (nm)

Silicon Labs อธิบายว่าอุปกรณ์ในกลุ่ม Series 3 เป็น SoC ไร้สายรุ่นแรกที่ผลิตด้วยกระบวนการขนาด 22 นาโนเมตร เพื่อรองรับความต้องการของอุปกรณ์ที่ปลายทาง (far-edge) ที่ทรงพลังและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในแอปพลิเคชัน IoT หลากหลายประเภท เช่น เมืองอัจฉริยะ ระบบอัตโนมัติในโรงงาน อุปกรณ์ด้านสุขภาพ บ้านอัจฉริยะ และอื่น ๆ

ข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาด้านซอฟต์แวร์ยังมีจำกัด แต่ทางบริษัทระบุว่าเครื่องมือ MCU และเครื่องมือไร้สาย เอกสารประกอบ ซอฟต์แวร์ และไลบรารีซอร์สโค้ด จะสามารถเข้าถึงได้ผ่าน Simplicity Studio IDE เช่นเดิม ซึ่งรองรับทั้ง Windows, macOS และ Linux อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับบอร์ดพัฒนาเพิ่มเติม แม้ว่าเราจะเห็นภาพเรนเดอร์ 3 มิติจากวิดีโอด้านล่างนี้ก็ตาม

Silicon Labs ระบุว่า ชิป SiXG301 ได้เริ่มเข้าสู่กระบวนการผลิตแล้วสำหรับลูกค้าบางราย และมีกำหนดวางจำหน่ายทั่วไปในไตรมาสที่ 3 ของปี 2025 ส่วนไมโครคอนโทรลเลอร์รุ่น SiXG302 จะใช้เวลานานกว่า โดยมีแผนจะเริ่มแจกตัวอย่างสำหรับทดสอบ (sampling) ในปี 2026 สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากหน้าผลิตภัณฑ์และข่าวประชาสัมพันธ์

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Silicon Labs SiXG301 and SiXG302 “Series 3” wireless SoCs are built for line-powered and battery-powered IoT applications

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT