Claire Swedberg
Os fabricantes de dispositivos de consumo começaram a implantar um novo sistema baseado em Internet das Coisas (IoT) com seus produtos, graças ao lançamento do mais recente sistema em chip (SoC) habilitado para Bluetooth Low Energy (BLE) da Renesas Electronics, que a tecnologia empresa diz que foi projetado para permitir uma integração rápida e fácil. O SmartBond DA1470x SoC vem com vários componentes em um único chip que fornece novas funcionalidades para soluções IoT, relatórios Renesas, incluindo uma unidade de gerenciamento de energia integrada, um detector de atividade de voz (VAD) e uma unidade de processamento gráfico (GPU), além de conectividade BLE .
O resultado, de acordo com a empresa, é uma maneira perfeita de integrar a funcionalidade de IoT em dispositivos com recursos de sensores e gráficos, além de processamento de áudio. Renesas diz que várias empresas que fabricam relógios inteligentes, rastreadores de fitness e outros wearables, bem como aquelas que produzem bicicletas eletrônicas, estão testando ou adotando o novo chip. O sistema foi projetado para uso em leitores de monitoramento de glicose e outros dispositivos médicos e de saúde de consumo. O SoC funciona com eletrodomésticos que vêm com monitores, bem como com sistemas de automação e segurança industrial, e pode ser usado para equipamentos de jogos.
Com toda essa tecnologia integrada em um único pacote, explica Renesas, as empresas podem obter economia de custos em termos de desenvolvimento, ao mesmo tempo em que reduzem o custo total dos produtos vendidos. Além disso, a construção de várias tecnologias em um único pacote libera espaço dentro de um dispositivo para componentes adicionais ou baterias maiores. Isso, diz Rahul Todi, gerente de marketing de produto da Renesas Electronics, significa maior confiabilidade do sistema.
O SoC, lançado em junho de 2022, consiste em um sistema multinúcleo que inclui um processador Arm Cortex-M33 como núcleo principal do aplicativo, com um Cortex-M0+ como controlador do nó sensor. Ele possui uma GPU 2D integrada e controlador de exibição, BLE 5.2 compatível com MAC configurável e protocolos de rádio proprietários de 2,4 GHz, juntamente com um carregador USB integrado e um VAD de hardware de ultrabaixo consumo para processamento de áudio.
Tradicionalmente, a Renesas oferece seus produtos SmartBond em duas categorias. A família DA145xx atende a casos de uso BLE simples, com foco no consumo e tamanho mínimos de energia, bem como baixo custo de lista de materiais e consumo de energia. Quando o primeiro produto SmartBond, o DA14580, foi lançado, ele oferecia vários anos de vida útil da bateria para produtos com baterias de célula tipo moeda ou outras baterias de baixa capacidade ou supercapacitores. O modelo DA14531 subsequente continuou a tendência de baixo consumo de energia, diz Todi, oferecendo um sistema de baixo custo “para que nossos clientes possam pensar em aplicações descartáveis, como etiquetas de rastreamento, injetores médicos” e outros produtos.
A outra família de produtos Renesas é o portfólio DA146/7xx, que atende a casos de uso BLE mais avançados com foco em processamento escalável de baixo consumo, memória e interfaces expansíveis, segurança e gerenciamento de energia. Esses produtos, de acordo com Todi, foram desenvolvidos para ter o mais alto nível de integração e recursos, permitindo aplicativos de fator de forma seguros e de baixo custo, como wearables. Entre estes, acrescenta, “O DA1470x é o produto mais recente e avançado nesta categoria.”
As áreas de aplicação alvo para a linha da família SmartBond incluem esportes e fitness (como smartbands e relógios), bem como soluções de saúde conectadas com funcionalidade IoT incorporada em injetores e dispositivos para monitorar níveis de glicose e pressão arterial. Outras aplicações para as quais os produtos estão usando o SoC incluem a detecção de proximidade de controle de acesso e etiquetas de rastreamento. Os produtos também são construídos para uso em canetas e teclados de dispositivos, diz Todi, entre outros aplicativos.
A família de produtos SmartBond DA1470x mais recente já está disponível comercialmente, relata Renesas. Os primeiros a adotar incluem empresas que fabricam dispositivos vestíveis e veículos inteligentes, como e-bikes. No que diz respeito aos rastreadores de atividades vestíveis, o SoC pode ser integrado a um relógio ou pulseira, fornecendo conectividade BLE. Em seguida, forneceria funções periféricas, como carregamento e gerenciamento de energia, além de um processador para vários sensores.
Um relógio inteligente ou rastreador de fitness pode usar o SoC para controle de LCD na face do dispositivo, gerenciando atualizações de software sem fio. Com o detector de atividade de voz, ele pode permitir que os usuários falem com suas solicitações sem que o dispositivo exija um módulo VAD separado. A funcionalidade BLE pode permitir que tal produto seja usado para orientação, transmitindo para beacons BLE instalados em uma instalação pública, como um hospital ou estação de trem.
Outro caso de uso para o SoC envolve o gerenciamento de um painel de instrumentos para veículos elétricos leves. Para veículos inteligentes, o SoC oferece conectividade BLE, uma unidade de gerenciamento de energia, uma unidade de processamento gráfico e um bloco de sensores, para que sensores adicionais possam ser conectados e seus dados possam ser processados. Dessa forma, as empresas podem construir não apenas e-bikes e e-scooters, mas também cadeiras de rodas conectadas. Outras empresas que podem implantar o SoC, relata Renesas, incluem aquelas que fabricam produtos para casa inteligente, como termostatos sem fio conectados, aparelhos com telas e leitores médicos.
“O DA1470x é o principal dispositivo em nosso portfólio de produtos SmartBond Bluetooth LE”, afirma Todi. “É a primeira família de dispositivos que possui recursos integrados como detector de atividade de voz e GPU, juntamente com o suporte Bluetooth LE, que é comum a todos os outros dispositivos da família”.
Em todos os aplicativos, os recursos integrados permitem funcionalidades que anteriormente exigiam módulos separados. Quando se trata de telas de produtos, diz Todi, a interface do usuário avançada está se tornando uma parte fundamental em muitos aplicativos de IoT, e vários dispositivos vêm com telas pequenas e coloridas que tornam a interação do usuário mais envolvente. Ao mesmo tempo, observa ele, essas aplicações finais precisam ser econômicas. Isso, explica Todi, foi a principal motivação por trás da integração de uma GPU 2D e controlador de exibição na plataforma DA1470x.
A oferta de VAD adiciona inteligência baseada em voz aos dispositivos. Segundo Renesas, o VAD compara a energia de voz de curto prazo com a energia de fundo. Quando o VAD detecta energia de voz acima do limite programável, ele ativa o aplicativo de áudio para que ele possa amostrar dados de áudio, que podem ser processados pelo aplicativo conforme necessário. Esse recurso permite casos de uso como detecção de palavras-chave na borda (pense em “Alexa” ou “Hey Google”) sem comprometer a vida útil da bateria. Ele também funciona com um microfone analógico, acrescenta a empresa, para reduzir os custos em comparação com a tecnologia de microfone digital.
De acordo com Todi, existem várias aplicações para as quais as empresas de wearables buscam usar o novo sistema em chip, além de pulseiras e rastreadores de fitness. “Também vemos essa plataforma sendo considerada para casos de uso como dispositivos médicos, casas inteligentes e óculos AR”, afirma ele, juntamente com outros aplicativos.