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比分数,还是比未来?谈躲在iphone11角落里的U1芯片

加菲 是说芯语 2021-01-17

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      乔布斯时代的苹果素来不与其它厂商拼硬件,只为革命性的科技创新与超凡的用户体验,可谓高处不胜寒;库克时代的苹果似乎放下了身段,与华为、高通等同台比拼,于是有了那些未免“俗套”的跑分。但苹果毕竟还是苹果,终究少不了那份引领时代潮流的傲骨。


      今天,我们就来看看在拥有众多新亮点的苹果手机发布会中躲在角落里的U1芯片——苹果公司自研的UWB芯片。


What Does UWB Means


      全名叫ultra-wideband,超宽频,该技术是一种无线载波通信技术,不同于正弦载波,UWB利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。美国联邦通信委员会FCC对UWB的技术的规定为:在3.1-10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽,并限制其辐射功率在-41.3dBm内。


      UWB技术具有系统复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,截获能力低,定位精度高等优点。其在无线组网时可实现低功耗、高带宽的传输数据——简单说就是传输相同多的数据要省电不少。


      从历史上看,UWB技术刚刚推出时还是非常风光。UWB技术兴起于上世纪60年代,主要为商用雷达而设计,而后用于了民用的消费电子与个人无线局域网(wireless personal area network,WPAN),只不过后来没有PK过WIFI罢了。


How UWB Works


      UWB实质上是以占空比极低的冲击脉冲进行直接调制。典型的UWB直接发射冲击脉冲串,不再具有传统的中频和射频的概念。


      举例来说,如果UWB信号的中心频率为5GHz,其典型范围为4GHz到6GHz。在超级宽的频带下可以自由而不受限的传输无线数据,速度可达480Mbps,甚至1.6Gbps——对比一下WIFI 5G信号,一般的情况,或者有堵墙的情况,其速度也仅仅为400Mbps左右。


      更为关键的是,在如此宽的频带下工作,对原有在该频带下工作的其它信号并不产生影响。WIFI与蓝牙,或者其它多数无线设备都工作在2.4GHz的免费频段内,它们时不时的就出现相互干扰,继而影响使用与工作,但是UWB由于其载波方式的不同(如上图所示)其完全可以做到与其它设备共同分享频段。



Apple UWB


      从专业拆解机构iFixit与市场研究公司TechInsights获取的信息看出,苹果公司的U1芯片虽然与Decawave公司的超宽带DW1000芯片非常类似,但其设计并不相同,应属于苹果公司自行设计开发。苹果公司的U1芯片在技术标准上可兼容802.15.4协议,兼容Decawave芯片及其第三方设备,并且均可提供10厘米级别定位服务。


UWB Applications


      典型的UWB应用无外乎有三:延续其雷达技术的出身——定位;服务于苹果自家生态圈和其热衷于的社交圈——数据高速无线传输;前面两项技术的充分结合——新游戏产业。


      先说定位:UWB技术将安全测距和精确传感成为可能,也为无线设备增加了空间维度。我们能够感知位置、移动和距离等环境信息,为我们做出高可靠性判断的提供基础。在VR与AR在推动下,室内精确定位的需求越来越大。出色的体验离不开精确的位置服务,而UWB定位技术正好弥补了这个空白。典型应用就是智能楼宇,智能工厂,人员定位,安保等。想象一下,我们在超级商场里面苦苦找寻小小的涪陵榨菜,几圈下来未果。这时打开iPhone,输入涪陵榨菜,AR就带领我们按货架逛超市了——方便不?


      再说社交:随着高清的不断扩展,视频与图片的体积也成几何级数增长,在点对点数据传输的需求中,蓝牙的传输速率远远不能满足我们的需求,而WIFI虽然现在也可以满足速率上的需求,但是WIFI较高的功耗成为了新的瓶颈。开创一个新的、替代蓝牙,WIFI的高速、低功耗数据传输技术就十分迫切了。面对面高速分享视频与图片就在一瞬间——惊不惊喜?


      第三游戏:市场影响新技术的发展,新技术促进市场。UWB技术提供的空间维度,具有较强方向性的数据传输与高速点对点数据交换如果应用在对战、角色等游戏中定会提供一种全新的、革命性的用户体验感,必将会成为未来游戏产业发展的重要推动力。据《2019中国游戏产业半年度报告》显示:2019年上半年,中国游戏市场实际销售收入已达1163.1亿元。这块蛋糕苹果一定不会放弃!


      目前苹果公司并未对UWB技术开放开发者权限,也许对UWB技术的布局尚未完结,目前仅仅为电子设备开辟了一条带宽更高的道路。UWB技术将爆发出何等能量就让我们拭目以待吧!



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