這是要“穿越”的節奏嗎?在無線抄表領域，Silicon Labs(芯科實驗室)的射頻收發器Si4432由于其具有極高的接收靈敏度和業界領先的的輸出功率，素有“穿墻王”之稱。今天，Si4432的升級版本——Si4438又將助力無線抄表業者從芯片——(模塊)——終端的“穿越”!對此，您也許會感到迷惑，不過，這只是一個開始，迷霧即將揭開!

Si4438專為中國智能電表量身定制

中國正加速電網升級以實現更加“綠色”的智能電網，其中用于居民和企業的智能電表是電網改造的關鍵所在。據Pike Research咨詢公司的最新報告顯示，中國智能電表的安裝數量將從2012年的1.39億臺增長到2020年的3.77億臺。智能電表在中國電表市場的占有量將于2020年之前達到74%。如此廣闊的市場空間促使Silicon Labs專門針對中國智能電表市場量身定制了Si4438。

雖然Silicon Labs 并不是第一家進入中國智能電表市場的廠商，但是其憑借Si4432的高性價比，在無線抄表領域占據了三分之一的市場份額，被冠以“穿墻王”的美譽。而在剛剛過去的2013年度EDN China創新獎評選活動中，Silicon Labs于今年3月份專門針對中國智能電表市場推出的Si4432的升級版本Si4438 EZRadioPRO無線收發器又榮獲網絡類最佳產品獎。

“EDNChina創新獎彰顯了Si4438在市場上的成功， 這說明了其廣受中國工程師的肯定。之所以說Si4438收發器是為中國智能電表市場量身定制，是因為其專為425-525MHz ISM頻段設計，符合嚴格的中國智能電表470-510MHz頻段操作監管要求。”來自Silicon Labs授權代理商世強的產品經理陳建華指出。

定制帶來的一個最顯著的好處就是降低了成本，同時其相對于Si4432，Si4438性能上也有所提升。下圖1比較了Si4432和Si4438。

圖1. si4432 VS. Si4438

由上圖可以看出，在幾個重要特性上，Si4438相比Si4432都有所提升。最大傳輸速率由256kbps上升到500kbps;待機電流由450nA降低到50nA;接收靈敏度由-121dBm(1.2kbps)提高到-124dBm(500bps)。所以，如果您正在研究新的設計或是要降低無線抄表模塊的成本，Si4438無疑是不二之選。

極佳的距離和性能優勢

“客戶在選擇產品時最關心的性能參數是接收靈敏度，輸出功率，功耗和傳輸距離，從下圖2可以看出，和同類競爭產品相比， Si4438在上述這些性能指標方面都更勝一籌。” 陳建華表示。

圖2. 極佳的距離和性能優勢

利用高效的片上功率放大器(PA)，Si4438 IC通過提供+20dBm輸出功率、-124dBm靈敏度、114dB鏈路預算和58dB臨近通道抑制等規格特性，可為智能電表延長傳輸距離并提供可靠的通信鏈路。同時，內置的分集式天線和跳頻支持可進一步擴展傳輸距離、增強無線性能。由于分集式天線緊密集成到Si4438收發器，因此可以提高系統鏈路預算8~10dB，即使在惡劣的環境條件下也可以有效延長傳輸距離。

“我們無法給出具體的傳輸距離，因為它往往受到環境的影響，在樓宇林立等多障礙物環境下與空曠環境下的傳輸距離會不一樣。但是可以這么算，系統鏈路預算每提高6dB，傳輸的距離就能遠一倍。我們產品的系統鏈路比市場同類產品多出不止6個dB，可想而知我們產品的傳輸距離能延伸多少。” 陳建華指出。

最低功耗和物料(BOM)成本

功耗和成本始終是無線產品所要重點解決的問題。Si4438無線收發器是專為中國智能電表市場設計，其高性能、超低功耗和高集成度的特性能延長無線傳輸距離和電池壽命，同時降低智能電表30%的物料成本，是針對中國智能電表市場的最具能效的sub-GHz無線解決方案。

圖3. 最低功耗和物料(BOM)成本

上圖3所示，Si4438無線收發器具有50nA休眠/待機電流，比中國市場上同類收發器產品低40倍。在50nA休眠模式，Si4438收發器可以在短短的450µs時間內轉換到接收(RX)或發送(TX)模式。處于工作模式時，其TX電流消耗在 20dBm為75mA，RX電流消耗為14mA，加上超低待機電流和快速喚醒時間，使功耗敏感型無線應用的電池壽命最大化。在相同的產品運行周期中，可減少電池更換次數和/或電池尺寸。

由于Si4438收發器具有高性能和高集成度，因此無需為無線應用添加片外功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)或表面聲波(SAW)濾波器等器件，從而大大降低BOM成本(與市場同類解決方案相比可減少30%)。

片上PA可用于補償低成本天線性能，而其他產品則需要更大、成本更高的片外PA以獲得同等性能。集成的溫度傳感器、上電復位電路和GPIO進一步降低了系統成本和電路板尺寸。因為集成了FIFO、包處理器等技術幫助卸載主MCU任務，所以Si4438可與低成本MCU、晶振和少量被動組件組合構建出具有成本效益的無線系統。另外，其4mm×4mm封裝尺寸也是同類產品中最小的，最大限度地減小了電路板面積。

與Si446x EZRadioPRO收發器引腳兼容

在Si4438之前Silicon Labs還推出了Si446x EZRadioPRO收發器，該系列產品是為全球部署智能電表和智能電網產品而設計的sub-GHz ISM頻段產品。Si4438能與Si446x系列產品引腳兼容以及軟件兼容。這也就意味著，如果系統廠商先前就有針對國外智能電表方案的話，可以很簡單地就轉移到中國智能電表方案上來，其中只需要做芯片的替換以及頻段的修改。

圖4. 與Si446x EZRadioPRO收發器引腳兼容

“Si4438與Si446x系列產品相比具有更低的成本，兩者引腳兼容和軟件兼容的特性能讓系統廠商很容易地就從一個已有的方案切換到新的方案，移植成本低、時間短，有利于加快產品上市時間。” 陳建華說道。

此外，為了幫助開發人員加速智能電表產品開發，加速上市時間，Silicon Labs提供一系列硬件和軟件開發工具，例如基于F930主板的4438-490-PDK開發套件，它包括兩個基于C8051F930 MCU的主板、為425-525MHz頻段而優化的兩個RF pico-board和兩個天線，可以輕松構建無線連接。另外還有基于GUI的無線開發套件(WDS)軟件可自動生成示例代碼，使開發人員快速直觀地創建和開發可靠、具有成本效益的無線應用，而且無需或僅需很少的專業RF設計、配置經驗。

“design-in”——世強助力無線抄表設計

雖然Si4438是為中國智能電表而生，但是，其也非常適用于水表、氣表和熱表應用。

據陳建華介紹，2011年我國水表的需求量近6500萬只，而且還在以每年約10%的速度增長，同時每年約有6%的舊水表需要更換。目前在中國大約有600家水表生產企業，包括60多個品種，300多個規格。而到2015年中國燃氣表的總需求量可達到3500-3700萬臺左右，其中智能燃氣表約占總需求量的 50%-55%左右。智能四表(水、電、氣、熱)的市場規模巨大，而無線抄表又將逐漸成為智能抄表市場的主流。

面對如此巨大的無線抄表市場，世強作為Silicon Labs在中國大陸的主要代理商，將參與到客戶的“design-in”中。世強有專門的FAE團隊幫助客戶設計。例如，從原理圖開始，世強就會幫助客戶檢查原理圖，檢查PCB的layout，幫助調試板子，和客戶一起推進產品研發進度。

Si4438使得無線抄表設計變得簡單容易，成本更低，加上世強在服務客戶方面更偏重于在技術方面的支持。這就使得文章開頭所提到的無線抄表業者從芯片——(模塊)——終端的‘穿越’變成現實。現在，終端廠商不只可以通過無線模組來開發產品，還可以直接從芯片開始進行設計。

“無論客戶處于產業鏈的哪個環節，也無論客戶采用怎樣的方式開發產品，世強都將堅持以客戶為中心的服務理念，基于客戶需求，向客戶提供專業的、真正有價值的服務。幫助客戶改善產品質量、實現產品創新、壓縮生產周期和成本，贏得競爭。” 陳建華最后表示。