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Spark Microsystems 推出 UWB 收发器,实现超低功耗、低延迟物联网

超宽带(UWB)传统上主打精准测距,蒙特利尔初创公司 Spark Microsystems 重新构想该技术,以超低延迟和功耗为无电池物联网传感器供电。

公司发布 SR1000 系列,一对低功耗 UWB 收发器,可在 50 µs 内传输 1 kB 数据——比蓝牙低功耗(BLE)快十倍以上,在 1 Mbps 下功耗降低 40 倍。峰值吞吐量 10 Mbps,适合视频和高保真音频流等带宽饥渴型应用。

这些芯片为当前必须用线缆满足严格延迟和功耗预算的无线方案打开大门。游戏外设、AR/VR 头显、智能家居中枢和无电池传感器将受益于低功耗、短延迟和高速率的组合。

不同于拥挤在 2.4 GHz 或 5 GHz 授权频段的其他协议,SR1000 工作于无授权 3.1-10.6 GHz 频谱。以极低功率谱密度(-41.3 dBm/MHz)将能量分散在宽频带上,UWB 方法最小化干扰,改善与 Wi-Fi、蓝牙和 Zigbee 设备的共存。

Spark Microsystems 推出 UWB 收发器,实现超低功耗、低延迟物联网

短脉冲传输,非载波

联合创始人兼 CTO Frederic Nabki 解释,传统无线电依赖调制载波频率,需要复杂启动电路且消耗大量功率。Spark 设计用 2 纳秒脉冲替代载波——发射机和接收机可在微秒级开关,消除长预热时间并降低延迟。

短脉冲需要极宽带宽,但也允许系统在类似腕表的低功耗 32 kHz 石英晶振上运行。这一选择在收发器和系统层面均降低功耗。

Spark Microsystems 推出 UWB 收发器,实现超低功耗、低延迟物联网

Nabki 指出真正挑战是实现 50 µs 周期内的收发同步。通过利用低功耗晶振和定制时序逻辑,Spark 在不严重依赖载波稳定的情况下实现精准同步。

共存是另一关键优势。SR1000 辐射比 Wi-Fi 低约 1000 倍、比蓝牙低 100 倍,其他无线电将其视为背景噪声而非干扰。Spark 还构建了专有抗窄带干扰技术,抵御 Wi-Fi 6 和蜂窝信号。

目前 SR1000 系列包含两款引脚兼容变体:SR1010 覆盖 3.1-6 GHz,SR1020 覆盖 6-9.5 GHz。两者均支持测距、定位和低延迟数据链路。提供评估板和参考设计加速原型开发。

超越测距:超低功耗数据传输

Nabki 强调,UWB 常与定位关联,但真正潜力在于数据通信。SR1000 能在传输微瓦级功率的同时实现 10 Mbps,适合持续、无电池感知。

CEO Fares Mubarak 强调功耗与延迟优势:"我们比 BLE 低 40 倍功耗,比蓝牙 5.2 低 20 倍,延迟低 60 倍。1 kB 仅需 50 µs 空中时间,超越任何现有标准。" 他还指出 UWB 飞行时间精度在极低功耗下可达 30 cm,第二代芯片预计推进至 10 cm。

潜在应用跨游戏(亚毫秒延迟提升响应)、音频(亚 5 ms 延迟传输无压缩声音)、智能家居(无电池运动/门磁传感器减少维护)和汽车(长寿命胎压监测和钥匙扣系统)。

随着 UWB 普及——Decawave、NXP 和苹果 U1 芯片推动——Spark 方案提供显著更低功耗、更高带宽的替代方案,可能为个人域和体域网络树立新标准。

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嵌入式

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