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高通公司的物聯(lián)網(wǎng)芯片 MDM9206調(diào)制解調(diào)器大家應(yīng)該很很熟悉了。這是一款可支持Cat-M1、Cat-NB1和E-GPRS的LTEIoT芯片組，目前在美國、澳大利亞和歐洲市場都有應(yīng)用，并且受到了眾多國內(nèi)外模組廠商的認(rèn)可和青睞。

近日，高通公司推出了全新的Qualcomm® 9205 LTE調(diào)制解調(diào)器。用于取代上一代MDM9206。

在高通公司的媒體見面會(huì)上 ，高通產(chǎn)品市場總監(jiān)馬進(jìn)武先生向EETOP等媒體記者透露關(guān)于9205的更多信息。

高通產(chǎn)品市場總監(jiān)馬進(jìn)武

9205 LTE調(diào)制解調(diào)器技術(shù)亮點(diǎn)

先看一下9205與9206的功能對比

速率方面，9205支持Rel-14Cat-M1和NB2，Cat-M1的速率從之前的300kbps提升到了1Mbps，NB2也從30kbps提高到了超過100kbps。同時(shí)，9205芯片還集成了RAM和閃存，還集成了RF前端以及電阻電容等無源器件。9205芯片還支持更大的電壓范圍，可以更充分地利用電池中的電量。整體來說，9205芯片是Qualcomm針對低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)專門設(shè)計(jì)的芯片，所以針對這個(gè)領(lǐng)域做了很多優(yōu)化。

相比前一代 功耗和芯片尺寸大大降低

高通的上一代LTE物聯(lián)網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器9206采用的是28納米工藝，而最新發(fā)布的9205依然采用上一代相同的28納米工藝，但是通過設(shè)計(jì)優(yōu)化大大降低了功耗縮小芯片尺寸。

具體來說9205與前代產(chǎn)品相比，在空閑模式可實(shí)現(xiàn)高達(dá)70%的功耗降低，這對于需在實(shí)地運(yùn)行10年或更長時(shí)間且由電池供電的物聯(lián)網(wǎng)終端而言是一個(gè)至關(guān)重要的考慮因素。此外比前代產(chǎn)品在大大提高集成度的基礎(chǔ)上，還顯著降低了芯片尺寸，僅有之前的50%大小，這些因素使其適用于需在外形尺寸較小的終端中支持低功耗廣域連接的眾多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。該全新的調(diào)制解調(diào)器還與公司之前推出的LTE IoT解決方案軟件兼容，從而讓模組制造商在新模組解決方案的開發(fā)中可以復(fù)用以往的軟件投入。

同類產(chǎn)品集成度最高

9205芯片的集成度也是高通一直引以為豪的，在業(yè)界來看，這款芯片是同類產(chǎn)品中集成度最高的產(chǎn)品。在保證小尺寸的同時(shí)將功能集中在里面，包括硬件、模塊、射頻器件等。 對比9205和9206兩代產(chǎn)品，Qualcomm9206參考模組中包括了9206芯片，此外還有無線收發(fā)器（WTR2965）和電源管理芯片（PMD），也包括外置的射頻前端（包括射頻功率放大器PA和相關(guān)器件）、閃存和RAM。而在9205參考模組中客戶看到，將閃存集成到了9205主芯片，將射頻前端集成到了SDR105里面去。集成PA有下面幾個(gè)優(yōu)勢。

第一，初期做硬件設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)在于射頻前端的設(shè)計(jì)。因?yàn)?a href="http://www.xebio.com.cn/rf" target="_blank" class="keylink">射頻頻段繁多，每個(gè)頻段都要一一調(diào)測，通過外加不同的電阻、電容把性能調(diào)節(jié)到最好。當(dāng)一個(gè)頻段調(diào)好了，再調(diào)另一頻段，調(diào)好的頻段可能會(huì)受到影響，這就需要去綜合考慮各個(gè)頻段。Qualcomm在集成射頻前端的時(shí)候，把這些頻段都綜合調(diào)好了。 

第二，模組認(rèn)證很重要的工作是，要針對運(yùn)營商的不同頻段去做射頻的設(shè)計(jì)和測試。舉個(gè)例子，Qualcomm在做芯片認(rèn)證和模組認(rèn)證的時(shí)候會(huì)跟運(yùn)營商去對接，比如中國移動(dòng)要求FDD-LTE產(chǎn)品模式必選支持Band8，高通完成了Band 8的認(rèn)證測試后，由于PA已經(jīng)集成到芯片當(dāng)中，射頻前端不會(huì)有任何的變化，所以模組認(rèn)證這部分不用再做了，免去了重復(fù)性的工作，這對模組廠商來說是非常有利的。舉個(gè)例子，之前美國一家運(yùn)營商在做測試的時(shí)候，模組廠商要排隊(duì)約實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間。一個(gè)認(rèn)證測試的花費(fèi)可能高達(dá)一兩百萬美金，成本是非常大。 

第三，模組廠商自己采購PA的話，訂單只有50萬的模組廠商在價(jià)格上自然沒有訂單有100萬的廠商占優(yōu)勢。針對這個(gè)問題，Qualcomm可憑借在業(yè)界的影響力，和PA制造商談一個(gè)更好的價(jià)格，拉低整個(gè)模組價(jià)格，從而對整個(gè)產(chǎn)業(yè)以及生態(tài)提供更多的支持。

工作截止電壓進(jìn)一步降低

值得注意的是，9205芯片的截止電壓也非常低。截止電壓就是電池停止工作的最低壓值。舉個(gè)例子,模組的工作電壓是3V，電池的標(biāo)稱電壓是3.7V或3.8V，電池用了一段時(shí)間后，電壓逐漸降低，可能變成3.5V或3.0V甚至更低，這時(shí)候模組是沒有辦法工作的。而9205將截止電壓降到了2.4V，這意味著電池電壓降到2.4V才停止工作。我們知道，電池從3V降到2.4V這段期間不能工作不是因?yàn)橥耆珱]有電量，而是因?yàn)殡妷旱陀谀＝M的電壓需求。因此，如果將截止電壓從3V降到2.4V，這意味著電池中至少30%的電量可以重新利用起來，相當(dāng)于更充分地利用電池電量，從而降低成本。

多種模式組合 

Qualcomm 9205LTE調(diào)制解調(diào)器是Qualcomm為物聯(lián)網(wǎng)市場量身定做的，具有多項(xiàng)領(lǐng)先特性。

第一，這是全球多模多頻解決方案，多模指的是這一個(gè)芯片同時(shí)支持eMTC、NB-IoT和EGPRS等多種制式。Cat-M1制式還可支持安防監(jiān)控面板等應(yīng)用中的語音功能以及資產(chǎn)追蹤器等應(yīng)用中的移動(dòng)性。

第二，將定位功能集成到了9205芯片中，支持GPS、格洛納斯、北斗和伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，只需加上GPS天線就可以進(jìn)行GPS定位。目前市場上，很多友商需要在物聯(lián)網(wǎng)芯片之外再加一個(gè)GPS芯片才能支持定位功能，而高通已經(jīng)將GNSS集成于芯片之中。 

強(qiáng)大的應(yīng)用處理器和軟件套件支持應(yīng)用和服務(wù)

9205集成一顆CortexA7處理器，主頻最高達(dá)800MHz。在軟件方面，還預(yù)集成了對阿里云Link物聯(lián)網(wǎng)套件、中國移動(dòng)OneNET以及對國外運(yùn)營商像VerizonThingSpace等云平臺的支持。此外，如果開發(fā)者想接入這些預(yù)集成云平臺之外的其他平臺，這也是沒有問題的，9205芯片中有足夠的運(yùn)行空間和能力，可以開發(fā)對其他云平臺的支持。比如說，開發(fā)者可以把騰訊云的SDK集成在里面來跟騰訊云連接，并在里面加載他們想要的成分。與此同時(shí)，還提供了完整的軟件開發(fā)包，里面提供了很多的接口，開發(fā)者不需要太多了解底層，就可以直接利用這些接口去調(diào)用比如調(diào)制解調(diào)器和AP的功能，來開發(fā)他們需要的應(yīng)用。

芯片級硬件安全設(shè)計(jì)

基于硬件的安全基礎(chǔ)，安全問題最近在國外備受關(guān)注，因?yàn)槌霈F(xiàn)了多次物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在遭受黑客攻擊后成為“肉雞”的情況，所以國外常常要求通過各種安全認(rèn)證來為客戶提供安全運(yùn)行的環(huán)境，現(xiàn)在歐洲、美國對安全的要求非常高。Qualcomm9205從芯片的設(shè)計(jì)層面、硬件層面上增加了安全上的考慮。

首先，芯片提供了一次性可編程e-fuse。e-fuse是一種熔斷器，在出廠的時(shí)候把熔斷器燒斷，就可以把所有的調(diào)試（debug）端口關(guān)掉，防止通過調(diào)試接口和調(diào)試工具篡改產(chǎn)品中的軟件。

第二，芯片支持安全啟動(dòng)（securityboot）。最開始的時(shí)候先把少量代碼放在ROM里，代碼大概只有幾十K的大小，因?yàn)槭窃赗OM里面的，所有不可能改變，當(dāng)ROM啟動(dòng)起來后，會(huì)從Nand Flash里讀取下一步執(zhí)行的代碼。在每一步代碼執(zhí)行的過程當(dāng)中，都會(huì)去做交叉驗(yàn)證，去檢查這個(gè)代碼有沒有被篡改，如果一旦發(fā)現(xiàn)被篡改，整個(gè)執(zhí)行就停下來。現(xiàn)在很多黑客都想方設(shè)法篡改NandFlash代碼，但如果未經(jīng)授權(quán)的代碼被加載進(jìn)來，就會(huì)被安全啟動(dòng)所攔截。 

第三，提供可信的執(zhí)行環(huán)境。會(huì)把一些很重要的信息、數(shù)據(jù)以及運(yùn)算放在可信執(zhí)行環(huán)境中。可信執(zhí)行環(huán)境在芯片里面是一個(gè)硬件隔離區(qū)域，外面任何軟件想要讀取這塊區(qū)域，都會(huì)被一道防火墻阻隔，從而無法進(jìn)行讀取。 

為什高通要走多模路線？

物聯(lián)網(wǎng)芯片對成本要求很高，一般思路都是盡最大話的優(yōu)化芯片功能，降低芯片成本。但是幾年來高通始終在走多模路線，相對來說會(huì)增加一些芯片成本，那么高通公司是如何考慮的？

高通產(chǎn)品市場總監(jiān)馬進(jìn)武解釋道：9205支持多模的特性可以為客戶創(chuàng)造很大價(jià)值，比如終端廠商可以面向全球市場使用同一個(gè)硬件設(shè)計(jì)。各個(gè)區(qū)域或國家有不同的制式要求，這也造成了多種制式組合的需求，比如說中國是NB-IoT，美國是Cat-M1，印度和歐洲是NB-IoT+GSM，澳大利亞則是Cat-M1+GSM。如果終端廠商使用的芯片只支持Cat-M1，或只支持NB-IoT，它就需要不同的硬件設(shè)計(jì)和不同的模組來應(yīng)對不同的市場。而使用Qualcomm9205可以完美解決這個(gè)問題，廠商完成硬件設(shè)計(jì)以后，產(chǎn)品可以適用于全球市場，只要在軟件設(shè)置中選擇相應(yīng)制式即可。 

為什么這可以為終端廠商帶來巨大的好處？因?yàn)槟＝M研發(fā)完成以后，生產(chǎn)只是第一步，后面有大量的認(rèn)證工作，針對每個(gè)市場、每個(gè)運(yùn)營商要做認(rèn)證，包括FCC認(rèn)證、CE認(rèn)證、中國的CTA認(rèn)證，大量時(shí)間和金錢都要花費(fèi)在認(rèn)證上，每一個(gè)模組的型號都要進(jìn)行這樣的認(rèn)證流程。有時(shí)對于一個(gè)模組的型號進(jìn)行認(rèn)證可能就要花費(fèi)上百萬美元，如果有多個(gè)模組的型號需要認(rèn)證的話，成本將非常驚人。通過使用Qualcomm9205 LTE調(diào)制解調(diào)器，客戶可以大量節(jié)省這樣的認(rèn)證成本。此外，在生產(chǎn)物料管理方面，不同模組需要配置不同的生產(chǎn)物料管理以及庫存管理，都是比較麻煩的。 

同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，網(wǎng)絡(luò)覆蓋可能不是特別完善。比如說在中國，GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋非常好，而NB-IoT在發(fā)展初期難免會(huì)有未覆蓋的區(qū)域。如果使用可支持NB-IoT和GSM的芯片，物聯(lián)網(wǎng)終端就可以在NB-IoT區(qū)域使用性能更佳的NB-IoT，并在NB-IoT未覆蓋的區(qū)域使用GSM，也就是說，一個(gè)產(chǎn)品適用于不同的場景。此外，Qualcomm 9205還支持從450MHz拓展至2.1GHz的更大射頻，因此一個(gè)射頻前端就可覆蓋全球物聯(lián)網(wǎng)所使用的所有中低頻段，這樣廠商就不需要面向像美國和歐洲這樣的單獨(dú)市場來新增其他頻段支持。我們看到市場很多競品目前都只支持國內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)頻段，如Band3、Band5、Band8等，如果要支持海外的物聯(lián)網(wǎng)頻段，就需要額外增加其他型號的芯片來支持，也就是剛才我說的一個(gè)模組不同型號的問題。簡言之，全球多模多頻就是讓一款硬件支持全球多個(gè)射頻頻段，讓產(chǎn)品面向全球。