
图1 常规智能门锁方案架构
1什么是单芯片安全智能门锁
所谓单芯片安全智能门锁方案，就是把原本在物理上独立的智能门锁主控、安全芯片、指纹识别、触控、蓝牙等功能集成在单颗MCU芯片中实现。这种单芯片方案，不仅可节省器件成本，而且可使得主控板PCB板尺寸变小，为门锁产品设计留更多的发挥空间，这种将主控模块、安全模块、指纹处理模块、TSC触控、蓝牙传输等业务逻辑整合到MCU中的做法，降低了硬件成本，缩短了智能锁新品从设计到量产的时间，使智能锁企业在竞争中更具优势。
2N32G4FRx/N32WB4x系列专为单芯片安全智能门锁量身打造!
主控芯片是智能门锁的核心器件和大脑。国民技术股份有限公司(简称：国民技术)在ELEXCON 2019上发布了5个系列MCU新品和多个物联网解决方案，其中基于N32G4FRx/N32WB4x系列MCU的单芯片安全智能门锁解决方案，凭借其高集成度、低成本、高性能与安全的优势，非常适合用于公寓、家庭锁、智能锁、挂锁等智能家居领域。

图2 基于N32G4FRxx/N32WB4x系列的单芯片安全智能门锁方案
单芯片安全智能门锁方案主要包括：安全主控MCU、语音模块(DAC)、通讯模块(WiFi/蓝牙、NB IoT模块、RCC/NFC刷卡模块)、显示模块(OLED、LED灯)、存储模块(FLASH)、数据模块(TSC触控、指纹模块)、开锁模块(开锁电机、斜舌控制)、电池等八大模块。
方案采用国民技术N32G4FRx/N32WB4x系列MCU作为安全主控，该系列芯片是国民技术专为指纹应用而设计的MCU芯片，集成了指纹识别算法组件安全组件、密码组件、语音组件、低功耗控制、触控组件、可选蓝牙组件(N32WB4x自带BLE50蓝牙组件)等部件，方案搭载嵌入式freeRTOS实时 *** 作系统，流畅运行OLED菜单显示、语音导航、指纹、触摸等多种人机交互接口，并可配套提供非接触功能芯片，是国产首款硬件安全通用MCU单芯片安全智能门锁，是目前市场上成本和性能最佳的安全智能门锁方案!

图3 硬件安全通用MCU单芯片安全智能门锁
3方案优势特点
高集成度、低成本
集成指纹识别算法、支持半导体指纹和光学指纹传感器
集成TSC电容触控算法，最多支持18个单通道按键，支持低功耗状态下唤醒MCU
集成蓝牙协议栈(N32WB452系列集成蓝牙BLE50)
高安全性、防破解&攻击
内置 10 余种密码算法硬件加速引擎
支持Flash存储加密，防止固件、密钥、指纹信息等非法截取、篡改
支持多用户MMU分区保护、硬件安全算法
支持安全启动，程序加密下载，安全更新
支持 *** 作系统，支持任意修改菜单
已搭载嵌入式freeRTOS实时 *** 作系统，更多实时 *** 作系统将陆续提供
4开放的服务模式
国民技术将为广大用户提供如下服务：
提供“国民技术MCU+指纹算法+TSC触控+蓝牙”单芯片方案
提供基于硬件安全的端到端加密技术，防篡改、防假冒、防窃取
搭载嵌入式freeRTOS实时 *** 作系统，后期可提供更多选择
提供开放的可量产单芯片安全智能门锁参考设计
5国民技术N32G4FRxx/N32WB4x系列MCU更多特性
采用 32 bit ARM Cortex-M4 内核、集成最大容量144KB SRAM，512KB Flash, 集成多达18 个数字通讯接口及4个模拟接口。

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随着NB-IoT技术标准的成熟以及网络覆盖的增强，NB-IoT市场正在稳步走向成熟和 健康 的市场化状态。NB-IoT芯片领域出现了“百家争鸣”的盛景，各个NB-IoT创业公司都在“摩拳擦掌”布局NB-IoT芯片，也有为数不多的企业通过了运营商的认证，但通过运营商认证只是最基本的一步，能否实现最后的商用还需要企业的全方位竞争实力经受得住考验才行。而在众多优秀的NB-IoT创业公司以及一些其他领域大公司新开拓的NB-IoT新产品中，那颗“全球首颗”集成CMOS PA的NB-IoT芯片及其团队，用不懈的努力和强大的实力，继续将领先优势从技术突破夯实到了产品商用，已经领先于一众友商，率先实现了量产商用！
通过运营商认证是拿到竞争入场券，量产商用才真正走上赛道
NB-IoT芯片从研发到量产，需要经历非常长的研发周期，设计、开发、流片、测试、预商用、商用，所有环节一个都不能少，一点都不能错！能走到最后，才能享受市场成功的果实！作为物联网方案中的主芯片，客户design-win是需要持续且巨大的投入的，芯片原厂任何一块能力的缺位或者短板，都可能造成客户前期投入的浪费甚至对客户整体的业务规划造成致命伤害！而在NB-IoT芯片的量产过程中，通过运营商认证可以说是开启了万里长征第一步，拿到了这个领域的入场券，做到小批量商用才算是真正上了赛道。要想真正获得市场成功，考验的是芯片厂商全方位的综合实力：除了产品技术研发水平之外，还考验团队的技术支持能力、产能成本运营能力、持续创新及产品演进能力、企业及团队稳定成长能力等。
目前 芯翼信息 科技 已经完成中国电信芯片的认证测试，即将完成中国移动的芯片入库认证及中国联通的模组认证 。通过运营商的入库认证，是每一款modem芯片在批量销售之前，都必须完成的工作。而一款芯片在市场上的真正批量应用的稳定性和可靠性，并不能完全依赖于运营商的认证来保障。Modem无线通信芯片，因其产业链的多节点多厂家特性以及应用场景信号变化的多样性和复杂性，只有通过长时间多场景的实际应用场测，才能真正将可靠性和稳定性得到保障。运营商的入库认证，可以在一定程度上保障产品功能及性能指标的可用性，但是在实际商用的稳定性方面，必须依靠商用客户的实际落地应用来保障。芯翼信息 科技 在商用可靠性方面一直保持高度重视，在运营商入库认证启动之前，就已经启动与早期alpha客户的产品级联动测试，并针对诸如抄表、烟感、资产定位跟踪等诸多实际应用场景设计了丰富的场景级测试用例，与细分市场客户合作进行了长期的产品测试，优先保障XY1100 NB-IoT芯片在目前出货量最多的细分市场的应用可靠性。
CMOS PA集成，一年走完从质疑到全行业认同的历程
遥想去年上海MWC上芯翼信息 科技 发布了全球首款集成CMOS PA的NB-IoT芯片，彼时质疑声阵阵，不光质疑芯翼信息 科技 是否有能力完成CMOS PA发射功率的核心技术突破，甚至对整个行业是否可以真正商用CMOS PA集成也持怀疑态度。
CMOS PA的集成一直是个世界级难题，CMOS PA集成最大的难点在于发射功率难以达到3GPP定义的Class3标准要求（23dBm±2）,目前业界的Modem射频方案仍然采用独立的PA器件，基于GaAs工艺，市场主要由Skyworks与Qorvo等美国厂商占领。而GaAs PA由于工艺的差异，无法与CMOS PA的modem主芯片进行单die集成，只能通过成本更高的SiP封装来实现单芯片集成。芯翼信息 科技 依赖于创始团队深厚的技术积累，全球首次实现了CMOS PA Tx Power的突破，并成功将Single Die的集成做到商用量产。
时隔一年，在NB-IoT芯片的创新浪潮中，芯翼信息 科技 真正做到了从突破式创新到引领行业创新的创举！当芯翼信息 科技 兑现承诺，率先以商用出货的SoC产品向市场宣告集成CMOS PA的核心技术突破已经取得成功时，几乎所有的主流友商也都已发布或者宣布了自己的集成CMOS PA的NB-IoT单芯片。虽然各家实现方式各有不同，但NB-IoT SoC集成CMOS PA已经从一年前的质疑，变成了今天的行业标配！集成CMOS PA是全球所有厂商将NB-IoT做到极致低成本低功耗的必经之路，整个行业都在朝着这个方向发展。
芯翼信息 科技 XY1100是全球第一颗Single Die集成CMOS PA的量产NB-IoT系统单芯片，跟其它同期竞品最大的差异是，将全球全频段商用的功率放大器（PA）芯片，集成进了单die之中，实现了全球NB-IoT芯片最高的集成度。基于芯翼信息 科技 XY1100芯片开发的NB-IoT方案，客户不需要再为芯片购置PA等昂贵的外围射频器件，整体的外围BOM成本可以控制在友商方案的1/3-1/4的水平；同时，客户也不需要再进行复杂的射频相关性能调试，这些都已经在芯片内部做完了。
另外，芯翼信息 科技 XY1100专门为IoT应用配置了独立的完全开放的ARM Cortex-M3 MCU作为AP，并预留了充足的RAM和ROM空间，成为业界开放程度最高、开发方式最友好的OpenCPU方案，可以帮助客户轻松完成从外置MCU到OpenCPU的移植，节约一颗外置MCU的成本（高端M3 MCU成本约￥20元）。除此之外，芯翼信息 科技 在保证超低成本和超低功耗（PSM电流700nA）的基础上，实现了芯片设计的SDR架构。基于SDR架构，芯翼信息 科技 可以在极短的开发周期内，完成多模SoC产品的开发，能极大扩展芯翼信息 科技 芯片产品的应用市场，也有利于客户将同一套方案设计，使用软件升级的方式快速实现应用市场的扩展。
目前，芯翼信息 科技 XY1100 NB-IoT SoC，已经完成了多家NB-IoT模块商和方案商客户的Design-Win，客户对芯翼XY1100在各方面的性能表现和综合竞争力，都有非常高的评价，多家客户即将进入产品方案小批量产阶段。未来，对于XY1100 NB-IoT SoC，芯翼信息 科技 期望能够成为引领全球NB-IoT产品创新的中坚力量，为NB-IoT市场提供更具性价比和完整竞争力的芯片方案新选择。
现在是选择NB-IoT最好的时代
NB-IoT市场从2016年标准冻结开始启动，时隔三年，目前NB-IoT从标准、技术、芯片、网络覆盖等各方面都日臻成熟，而市场产业链也已经完成了初期的培育。前期的市场培育及生态链建设环节，政府补贴拉动发挥了巨大的作用。随着3GPP R14 CatNB2标准的部署商用，NB-IoT芯片将足以提供更高的上下行吞吐量（150kbps UL/150kbps DL）、更好的业务移动性（支持连接态重建Reestablishment）、基站定位功能（支持50m精度基站定位），NB-IoT的应用场景将会大幅度拓宽。同时，随着5G网络的建设以及4G网络覆盖的持续加深，NB-IoT全球网络的覆盖水平，将伴随4G网络的深覆盖而快速增强。用不了多久，覆盖完善的NB-IoT精品网络就会呈现给物联网用户，NB-IoT将随着5G的发展迎来自身的大发展！
可以看到，现在的NB-IoT芯片商，除了传统手机芯片商海思、高通、MTK和展锐之外，已经涌现出了以芯翼信息 科技 为代表的新一代芯片创新创业公司，并且 芯翼信息 科技 已经开始为市场输出可以买到的量产芯片产品 。而能供提供NB-IoT的模块商，更是达到了数十家之多。作为NB-IoT产业链中核心器件的芯片与模组，已经率先完成了供给侧的繁荣，现在的用户已经不用为NB-IoT芯片或者模组的不成熟和高价格而烦恼。另一方面，NB-IoT的市场应用，也已经从之前的主力靠政府项目拉动，向百花齐放转变，这正是NB-IoT市场从培育期向成熟期转化的重要标志。
芯翼信息 科技 是世界领先的物联网芯片初创企业，芯翼信息 科技 的定位是做物联网终端芯片级解决方案SoC leader。除了提供多种通信能力之外，还有感知，安全，能量捕获，边缘计算等方向可以发展和延伸。正如芯翼信息 科技 对自己所做的定位，公司致力于为IoT市场提供高价值的终端SoC，而NB-IoT是其中最好的市场切入点。从公司定位和产品定义上，芯翼信息 科技 与业界友商已经有明显的差异化。具体到产品上，芯翼信息 科技 坚持以市场需求为驱动力，以核心技术创新为突破口，坚持与各细分市场头部龙头企业进行深度战略合作，坚持为行业细分市场提供富有竞争力的芯片方案。物联网时代，应用为王。只有深入理解市场行业应用，并且拥有强大技术创新实力的企业，才能在碎片化的IoT市场中找到自己的生存和发展空间。
总结
芯翼信息 科技 ，一家刚“2岁”多一点的企业，凭借全球顶尖技术专家团队的深厚积累，一经创立便以世界级核心技术突破的姿态，推出了“全球首颗”集成CMOS PA的NB-IoT SoC。如今，经过两年来夜以继日的努力，一颗性能卓越、优势明显的NB-IoT明星产品耀然量产上市，用核心技术突破帮助NB-IoT产业界 健康 优质的提质降本，帮助整个NB-IoT产业蓬勃发展。NB-IoT，是由中国企业主导、中国生态引领的全球IoT蜂窝通信标准，也是5G标准的IoT先行者。市场需要更多像芯翼信息 科技 这样的创新创业企业，为整个产业带来持续的核心技术创新与突破，以自己的技术实力与积累，引领整个产业与行业的技术革新！
芯翼信息 科技 着眼国内国际布局，以芯为翼，助推物联！芯翼信息 科技 在MWC的展台位于N4G10，欢迎大家前往交流我们基于XY1100所做的商用实践！
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