از "متمایز" به "متمرکز": مقایسه جامع ماژول های ترکیبی چند پروتکل و ماژول های تک پروتکل

I. زمینه روند: چرا "ترکیب" به یک امر عادی تبدیل می شود؟

دستگاه های اینترنت اشیا به طور فزاینده ای به «همه کاره» تبدیل می شوند. یک واحد کنترل خانه هوشمند باید از طریق Wi-Fi به ابر متصل شود و همچنین جفت شدن شبکه میدان نزدیک با تلفن های همراه از طریق بلوتوث را فعال کند. یک دروازه صنعتی باید از طریق Wi-Fi به شبکه محلی متصل شود و همچنین برای اشکال زدایی دستگاه در محل به بلوتوث نیاز دارد. این تقاضا برای "هم... و هم..." ماژول های ارتباطی اینترنت اشیا را از "تک پروتکل اختصاصی" به "همگرایی چند پروتکلی" هدایت می کند.

الفماژول چند پروتکلی(ماژول ترکیبی) به یک SoC بی‌سیم اطلاق می‌شود که از چندین پشته پروتکل پشتیبانی می‌کند و قابلیت‌های ارتباطی بی‌سیم متعددی را به طور همزمان در یک ماژول ارائه می‌کند. رایج ترین ترکیب این استوای فای + بلوتوث، با ترکیبات دیگری مانندZigBee + BLEوWi-Fi + ZigBee. از طرف دیگر یک ماژول تک پروتکل، بر روی یک استاندارد ارتباطی واحد تمرکز می کند و تمام منابع سخت افزاری و نرم افزاری را برای ارائه تنها یک پروتکل متمرکز می کند. هر دو مزایا و معایب خود را دارند و تصمیم انتخاب مستقیماً بر هزینه، مصرف انرژی، اندازه و چرخه توسعه دستگاه تأثیر می گذارد.

من،پنج مزیت ماژول های ترکیبی چند پروتکلی

1. اندازه و چیدمان PCB: از "دو سیستم RF" تا "یک سیستم همزیستی"

استفاده از دو ماژول تک پروتکل مستقل به معنای نیاز به حداقل دو مجموعه ردیابی RF و دو آنتن است. ماژول‌های چند پروتکلی، جلوی RF، طراحی همزیستی و رابط‌ها را در یک راه‌حل واحد SoC ادغام می‌کنند و طرح‌بندی PCB را به طور قابل‌توجهی ساده‌تر می‌کنند.در محیط های محدود دستگاه های اینترنت اشیا، جایگزینی دو ماژول مستقل با یک ماژول واحد می تواند سطح PCB را بیش از 40 درصد کاهش دهد..

2. BOM هزینه و مدیریت زنجیره تامین: یک ماژول کمتر، یک سطح پیچیدگی کمتر

ماژول چند پروتکلی مدیریت تدارکات و نسخه را در یک شماره واحد ساده می کند و پیچیدگی مدیریت زنجیره تامین را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.در مقایسه با سه ماژول جداگانه، ماژول سه در یک می تواند هزینه های BOM را تا بیش از 30٪ کاهش دهد..

3. مدیریت نیرو: برنامه ریزی یکپارچه بهتر از مدیریت غیرمتمرکز است.

ماشین حالت توان ماژول ترکیبی، اجرای یک استراتژی خواب/بیداری واحد را در لایه راننده آسان‌تر می‌کند و از افزایش جریان نشتی ناشی از دو تراشه مستقل که به طور مستقل کار می‌کنند، جلوگیری می‌کند. در مقابل، هماهنگی دقیق استراتژی های مدیریت توان دو ماژول مستقل اغلب دشوار است.

4. صدور گواهینامه و انطباق: طراحی یک بار، آزمایش به شیوه ای هماهنگ

ماژول ترکیبی سطح قدرت انتقال، الگوی طیف و سناریوهای همزیستی را به محدوده قابل پیش بینی تری محدود می کند و امکان برنامه ریزی جامع مسیر صدور گواهینامه را در اوایل پروژه فراهم می کند.در مقایسه با صدور گواهینامه دو ماژول به طور جداگانه، ماژول ترکیبی می تواند بیش از 30٪ در زمان و هزینه صدور گواهینامه صرفه جویی کند..

5. تجربه کاربر: یک تطابق طبیعی برای مدل تعامل "شبکه توزیع - اتصال"

در دستگاه‌های IoT بدون صفحه، مسیر استاندارد تبدیل شده است: «تلفن همراه SSID و رمز عبور Wi-Fi را از طریق بلوتوث ارسال می‌کند → دستگاه از طریق Wi-Fi به شبکه متصل می‌شود». ماژول ترکیبیطبیعتاً از نظر سخت افزاری با این مدل تعامل مطابقت دارد، بدون نیاز به سربار ارتباط متقابل تراشه اضافی.

III. چهار محدودیت عمده ماژول های ترکیبی چند پروتکلی

1. مصالحه در عملکرد: هزینه منابع مشترک

Wi-Fi، بلوتوث، ZigBee، و دیگر فناوری‌های بی‌سیم رایج در باند 2.4 گیگاهرتز ISM وجود دارند. هنگامی که پروتکل های متعدد به طور همزمان روی یک تراشه اجرا می شوند، نیاز به اشتراک پهنای باند دارند.که ممکن است منجر به افزایش احتمال تاخیر و از دست دادن بسته شود. ماژول های تک پروتکل تمام منابع سخت افزاری را برای خدمت به یک پروتکل متمرکز می کنند و به طور کلی از نظر عملکرد بهتری دارند.حداکثر توان عملیاتی و پایداری تاخیر

2. انعطاف پذیری محدود: تغییر در یک قسمت بر کل اثر می گذارد.

ماژول های ترکیبی چندین پروتکل را روی یک پلتفرم سخت افزاری "بسته" می کنند. اگر یک محصول در آینده نیاز به ارتقاء به یکی از پروتکل ها داشته باشد،کل ماژول اغلب نیاز به تعویض دارد. از سوی دیگر، ماژول‌های تک پروتکلی می‌توانند تنها یک پروتکل را ارتقا دهند و تکرار محصول را انعطاف‌پذیرتر کنند.

3. پیچیدگی یکپارچه سازی: نه "وصل و بازی"

هنگامی که پشته های پروتکل های مختلف بر روی یک تراشه اجرا می شوند، برای جلوگیری از تداخل خود به یک استراتژی برنامه ریزی پیچیده زمان/تقسیم فرکانس نیاز است. توسعه دهندگان باید مسائل پیچیده ای مانند مدیریت اولویت بین پروتکل ها و پیکربندی استراتژی همزیستی را مدیریت کنند. برای تیم‌های بی‌تجربه، این ممکن است چرخه توسعه را طولانی‌تر کند.

4. "هزینه پنهان" مصرف برق

در سناریوهایی که چندین پروتکل به طور همزمان یا متناوب عمل می کنند،مصرف برق کلی ماژول های ترکیبی معمولاً بیشتر از طرح های تک پروتکلی فقط BLE است.. برای دستگاه هابه طور کامل توسط باتری با حداقل انتقال داده تغذیه می شود، ماژول های تک پروتکل BLE از نظر مصرف برق رقابتی تر هستند.

IV. داده های بازار و دینامیک صنعت

داده های بازار روند صعودی ماژول های ترکیبی را تایید می کند. بازار جهانی ماژول های بی سیم در حال گسترش استCAGR 12.9٪، پیش بینی می شود از 7.92 میلیارد دلار در سال 2025 به 8.94 میلیارد دلار در سال 2026 رشد کند. در بخش تراشه های ترکیبی، بازار جهانی تراشه های Wi-Fi/Bluetooth Combo18.76 میلیارد دلار در سال 2025، افزایش سال به سال14.2٪. خانه هوشمند، اینترنت اشیاء صنعتی و الکترونیک خودرو سه محرک اصلی هستندانتظار می رود بازار OEM خودرو به تقاضای سالانه 980 میلیون دستگاه در سال 2027 برسد.

27.4٪سال به سال در سال 2025. پیش بینی می شود که تعداد دستگاه های متصل اینترنت اشیا در سطح جهان از30 میلیاردتا سال 2026، با افزایش قابل توجهی در نسبت دستگاه هایی که از اتصالات چند پروتکلی استفاده می کنند.

ماژول های تک پروتکل ناپدید نمی شوند، اما سهم بازار ماژول های ترکیبی به سرعت در حال گسترش است.

V.افیکسینفناوری: طرح‌بندی عمیق ماژول‌های ترکیبی چند پروتکلی

با ماژول های ترکیبی چند پروتکلی که به سرعت در حال تبدیل شدن به جریان اصلی صنعت هستند،افیکسینیک ماتریس محصول کامل ساخته است که ماژول های ترکیبی چند پروتکلی مانند Wi-Fi، بلوتوث، PLC و IoT/AIoT را پوشش می دهد.به لطف سالها تجربه در زمینه ارتباطات بی سیم.

در زمینه ماژول های ترکیبی Wi-Fi + Bluetooth، Ofeixin به پوشش کامل سناریویی و سرعت کامل از Wi-Fi 4 تا Wi-Fi 7 دست یافته است. خط تولید ماژول ترکیبی Wi-Fi + Bluetooth دارای مزایای اصلی زیر است:

اول، پوشش سرعت جامع است.از ترکیب‌های Wi-Fi 4/BLE سطح پایه تا ترکیب‌های پرچم‌دار Wi-Fi 7/BLE 5.4، Ofeixin می‌تواند راه‌حل‌های دقیقی را برای پروژه‌هایی با نیازهای هزینه و عملکرد متفاوت ارائه دهد. ماژول ترکیبی پرچمدار پشتیبانی می کندپهنای باند فوق عریض 320 مگاهرتز، دستیابی بهانتقال بی سیم پرسرعت با سرعت 5.8 گیگابیت بر ثانیه، ضمن ادغام آخرین نسل پروتکل کم انرژی بلوتوث؛ ماژول ترکیبی اصلی Wi-Fi 6 سری پشتیبانی می کندعملکرد همزمان دو باند 2x2، با سرعت پایدار بیش از حد1200 مگابیت بر ثانیه، متعادل کردن عملکرد و مقرون به صرفه بودن.

ثانیا، دارای سازگاری رابط برجسته است.ماژول ترکیبی Wi-Fi + بلوتوث Ofeixin به طور جامع رابط های میزبان اصلی مختلف مانندPCIe، USB و SDIO، امکان انطباق انعطاف پذیر با تراشه های کنترل اصلی در پلت فرم های مختلف و کاهش بسیار زیادی هزینه های انتقال سخت افزار و سازگاری مشتریان را فراهم می کند.

سوم، دارای قابلیت های همزمان چند پروتکل بالغ است.از طریق یک الگوریتم زمان‌بندی همزیستی فرکانس رادیویی پیچیده، ماژول‌های ترکیبی Ofeixin می‌توانند بهکار مشترک با تداخل کم و تأخیر کم بین انتقال داده Wi-Fi و اسکن/اتصال بلوتوث، کاملاً با حالت تعامل کلاسیک "پیکربندی شبکه بلوتوث + ارتباط Wi-Fi" برای دستگاه های IoT و همچنین سناریوهای چند وظیفه ای مانند صدای بلوتوث همزمان، انتقال داده بلوتوث و داده های بزرگ Wi-Fi مطابقت دارد.

از نظر ادغام چند فناوری و سناریوهای عمودی، Ofeixin فناوری حامل خطوط برق Wi-Fi، بلوتوث و PLC-IoT را بیشتر یکپارچه کرده است. ماژول PLC-IoT آن بر اساس استاندارد IEEE 1901.1 پشتیبانی می کندیک CCO برای اتصال 200 گره STAو دارای قابلیت های مسیریابی پویا و آدرس دهی خودکار چند مسیره، دستیابی به اتصال دوگانه "سیمی + بی سیم" در خانه هوشمند، روشنایی هوشمند، و سناریوهای دیگر. علاوه بر این، این شرکت نیز ارائه می دهدوای فای هالو(بر اساس IEEE 802.11ah، مصرف انرژی کم و پوشش گسترده را هدف قرار می دهد)،پیوند نزدیکو سایر ماژول های چند پروتکلی که به طور گسترده سناریوهای کاربردی مانند خانه های هوشمند، شهرهای هوشمند، اینترنت اشیاء صنعتی و وسایل نقلیه متصل را پوشش می دهند.

از منظر فناوری، سبد محصولات Ofeixin دقیقاً با تحول صنعت از "ماژول‌های تک پروتکلی" به "ماژول‌های ترکیبی چند پروتکلی" مطابقت دارد.این شرکت اختراعات فناوری اصلی متعددی را به دست آورده استو تمامی محصولات آن دارای گواهینامه های بین المللی مانند FCC، CE و SRRC و همچنین دستورالعمل های زیست محیطی RoHS و REACH هستند. امروزه، با تبدیل شدن ماژول های ترکیبی چند پروتکلی به جریان اصلی صنعت، Ofeixin در حال ارائه دستگاه های جهانی اینترنت اشیا با راه حل اتصال چند پروتکلی "یک مرحله ای" از طریق سیستم محصول خود است.همه پروتکل ها را پوشش می دهد، با چندین رابط سازگار است و با همه سناریوها سازگار است.

VI. پیشنهادات انتخاب و نتیجه گیری

تفاوت بین ماژول های ترکیبی چند پروتکلی و ماژول های تک پروتکلی یک موضوع ساده برتری یا حقارت نیست، بلکه بیشتر است.موضوع انتخاب های مختلف برای سناریوهای مختلف.

سناریوهایی که ماژول ترکیبی ترجیح داده می شودشامل: دستگاه هایی که نیاز به کار مشترک بین Wi-Fi و بلوتوث دارند (مانند کنترل خانه هوشمند). منطقه PCB محدود؛ الزامات بالا برای هزینه BOM و کارایی زنجیره تامین؛ و دستگاه های بدون صفحه که برای کمک به جفت شدن شبکه Wi-Fi به بلوتوث نیاز دارند.سناریوهایی که در آن یک ماژول تک پروتکل ترجیح داده می شودشامل: الزامات شدید برای حداکثر عملکرد یک پروتکل واحد. نیاز به تنها یک روش ارتباطی؛ دستگاه های صرفاً با باتری با مصرف انرژی بسیار حساس؛ و سناریوهایی که نیاز به ارتقاء انعطاف پذیر به یک پروتکل خاص بدون جایگزینی کل ماژول دارند.

آینده در مورد "ماژول های ترکیبی جایگزین ماژول های تک پروتکل" نیست، بلکه "ماژول های ترکیبی و تک پروتکلی هر کدام جایگاه مناسب خود را پیدا کنند."ماژول های ترکیبی، بااندازه کوچکتر، هزینه BOM کمتر و زنجیره تامین ساده شده،در حال تبدیل شدن به انتخاب اصلی برای سناریوهای حساس به فضا و هزینه. از سوی دیگر، ماژول‌های تک پروتکلی به دلیل وجود آنها در کنترل صنعتی، ارتباطات حرفه‌ای و سایر سناریوها غیرقابل جایگزین باقی می‌مانند.عملکرد اوج برتر و مسیرهای ارتقای انعطاف پذیرتر. برای تولیدکنندگان ماژول، داشتن یک ماتریس کامل از هر دو نوع محصولبرای برآوردن نیازهای متنوع مشتریان مختلف ضروری است. ظهور ماژول های ترکیبی چند پروتکلی یک انقلاب تکنولوژیکی نیست، بلکه نتیجه اجتناب ناپذیر تقاضا است.

2