新创公司Riot Micro现正出样一款为最新4G IoT标准量身打造的调制解调器芯片。据称这款RM1000芯片只需用约几毫安(mA)到几微安培(uA)的电流，而且能以远低于业界目标——每模块5美元的价格销售。
全球各地的营运商才刚刚启动各种基于LTE的蜂窝IoT网络。他们的目标在于超越这一波新兴的各种低功耗广域网(LPWAN)，如LoRa、Sigfox，以及802.11ah Wi-Fi等等。
Riot Micro的芯片是专为用于处理窄带物联网(NB-IoT)和LTE Cat M1 (或称eMTC)标准而设计的。Riot Micro 首席执行官Peter Wong表示，“这两项标准的调制解调器芯片非常类似，彼此之间也存在许多共同点，但却无法同时执行，一次只能使用其中的一种。”
Riot并非在DSP上以软件建置基频功能，而是将快速傅立叶变换(FFT)和基带滤波器分割成几个物理层区块。另外，它还将LTE协议堆栈精简为物联网规格所需要的基本要素。
该芯片采用台积电(TSMC)的55nm技术制造，透过26MHz ARM M0控制器、嵌入式SRAM和新的PLL，处理NB-IoT和Cat M1。竞争的芯片通常采用执行频率大于100MHz的控制器，以及主要来自外部的最多16MB RAM。
Riot Micro首席执行官Peter Wong展示其评估板（来源：Riot Micro）
低速时钟速率让Riot采用低压差稳压器(LDO)进行电源管理，取代更昂贵的DC/DC转换器，因而无需补偿快速逻辑组件的噪声。
其结果是当基频在处理23dBm传输时，从3.7V的电池中汲取约20mA电流。完整芯片组包括第三方功率放大器(PA)和RFIC的功耗则约100mA。
而在睡眠模式下，该组件的功耗还不到2uA。大部份的芯片处于睡眠模式时，程序代码仍会监看讯号的传呼信道。RioT宣称，该芯片由于不需要加载DSP程序代码，因而在进入和退出睡眠模式时的延迟也较竞争产品更低。
Wong说：“我们认为足以让蜂窝网络的成本低至与蓝牙相提并论，因而有助于推动物联网的部署。”
RM1000评估板采用Skyworks PA以及来自瑞士ACP的RFIC，但也能与Qorvo或其他供应商的芯片搭配使用。
积极寻求芯片整合
目前该新创公司面临着两大挑战。其高度客制的调制解调器意味着它并不支持传统的2G/3G，以及LTE标准——竞争芯片在DSP核心上以软件进行处理。
Riot认为大约在一年前还需要支持2G，但是，Riot营销副总裁Greg Wynans说：“如今这项需求似乎已经消失了。”
现在，营运商更有兴趣利用NB-IoT推向功率和价格的新低点。此外，有些人认为NB-IoT是其关闭2G网络过渡计划的一部份，因为2G网络设计并不支持大规模的IoT节点。
Riot的另一项挑战在于它是一家市场新进者，芯片与软件均尚未经过测试。因此，该新创公司正以基地台与营运商软件测试其芯片，计划今年6月以前量产芯片。
Wong说：“以硬件为中心的途径缺点在于必须正确执行。”他补充说，这款可用芯片已经开发出来四个月了，“我们没有在DSP上更改固件的选择，所以在进入量产前进行了许多模拟。”
包括高通(Qualcomm)和Sequans等竞争对手已开发出M1与NB-IoT芯片，并展开营运商测试了。随着量的增加，他们预计将进一步优化芯片以符合规格要求，而像英特尔(Intel)与高通等巨擘已经在自家公司内部打造所需的PA和RFIC了。
RM1000的基本方块图
Wong说：“我不知道有没有人会像我们一样做以硬件为中心的设计，但他们可能会使用更低功耗和更低频率的DSP…而其中有些可能没有自己的协议堆栈。”
接下来，Riot打算将PA或RFIC整合到下一代组件中。然而，为这些区块找到独立的IP来源并不容易；到目前为止，Riot尚未建立自己的模拟团队。
Riot Micro自四年前成立以来，已经筹集了近2,000万美元的资金。该公司最初的目标是出售LTE协议堆栈，直到三年前曾经是LSI技术策略专家的Wong加入担任CEO。
他说：“从IP和算法开发中转型并不容易，但我们重新调整成为一家半导体公司。其他还有一些公司则为NB-IoT重新调整LTE调制解调器。”
Wong还聘请了来自Blackberry的LTE协议小组，以及被博通(Broadcom)收购的前Newport Media蓝牙和Wi-Fi芯片专家。
编译：Susan Hong
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