作者：电子工程世界（EEWorld）冀凯

在大多数场景下，物联网设备需依赖多种无线协议，每种协议都具备独特的功能定位：Wi-Fi 用于构建本地无线网络；蓝牙负责设备间的短距离、低延迟通信；Thread 及其他 802.15.4 协议则为网状网络提供技术支撑。

这一现状直接导致射频设计的复杂程度不断攀升。无论是新增功能集成，还是跟进新一代技术标准，往往都需要搭载多款芯片，或是频繁开展硬件返工。

为破解这一复杂性难题，各大企业正加速推出多协议无线系统级芯片（SoC），旨在攻克物联网领域的多项核心技术挑战。这类芯片可同时运行多种协议，凭借单芯片方案替代传统的系统级与模组级射频集成模式。

此类系统级芯片集成了处理器、加速器、电源管理模块、硬件安全单元、传感器接口及各类外设，不仅能降低设计成本，还可大幅缩短产品上市周期，同时助力不同物联网生态系统实现兼容互通。

通过将射频功率放大器（PA）及其他射频核心组件全部集成于单芯片内，能有效降低无线连接功能集成过程中的风险与成本。

随着市场对即插即用型物联网连接方案的需求持续增长，企业正不断为这类芯片加码配置，从射频模块到存储单元再到处理器均进行升级。

恩智浦融合高性能MCU及射频

恩智浦(NXP)推出 RW612x 系列多协议系统级芯片，该系列产品支持 Wi-Fi 6、蓝牙低功耗5.3、Thread 协议，同时具备以太网有线连接能力，致力于打破物联网设备间的通信壁垒。这款兼容 Matter 标准的系统级芯片，融合了恩智浦 i.MX RT 系列微控制器的高性能优势，为恒温器、家庭显示屏、智能音箱及家庭能源管理系统（HEMS）等应用打造出单芯片连接解决方案。

据恩智浦介绍，RW612x 可应用于 Matter 控制器设备 —— 该设备是 Matter 网络拓扑的核心组成部分。此外，这款芯片还能将任何持续在线的物联网设备（包括小型智能插座与墙壁开关）转化为 Thread 边界路由器。这类路由器相当于 Matter 设备的 “通信枢纽”，可将 Thread 网状网络与 Wi-Fi 等无线网络相连，进而实现与云端的对接。Matter 应用层运行于 Thread 与 Wi-Fi 网络层之上，并通过蓝牙低功耗协议完成设备配网流程。

依托恩智浦的内外射频共存技术，RW612x 成功将 Matter 协议所依赖的三种射频技术集成于单芯片，并支持多协议同时运行，有效降低了射频干扰。

该芯片搭载的 20 MHz Wi-Fi 6 射频子系统，可工作于 2.4 GHz 与 5 GHz 双频段，能实现更高的传输吞吐量、能效表现与通信距离。其窄带（NB）射频模块不仅支持蓝牙低功耗 5.3，还兼容 Thread、Zigbee 等 802.15.4 无线协议。各射频模块均配备专用中央处理器（CPU）内核与随机存取存储器（RAM），用于运行对应的网络协议栈。

多协议无线系统级芯片：实现智能家居设备并发连接

在智能家居场景中，多数物联网设备需搭载多种无线协议以实现设备间互联，每种协议各司其职。但在物联网网络密度日益提升的背景下，协调多协议运行以实现性能最大化与延迟最小化的难度也随之增大。为应对这一挑战，Qorvo推出 Concurrent Connect 并发连接技术，并将其作为旗下 QPG600 系列智能通信控制器的核心功能。

该系列首款芯片 QPG6200L 采用主流多协议物联网系统级芯片的三核 CPU 架构：一个内核负责无线连接功能，一个内核运行安全子系统，剩余一个内核则用于处理客户应用程序。这款多协议芯片的 2.4 GHz 射频模块支持蓝牙低功耗、Thread 及其他物联网网状网络协议，并配备独立接收通道，可实现多协议并发监听。其搭载的 Cortex-M4 内核主频最高可达 192 MHz，能从 2 MB 非易失性存储器（NVM）或 0.3 MB 随机存取存储器（RAM）中调取并执行代码。

传统多协议物联网设备通常采用时分复用（TDM）技术，将同一通信信道划分为不同时隙，以实现多信号传输。多数无线系统级芯片则借助动态多协议（DMP）技术，在蓝牙、Thread 等协议间切换工作模式 —— 由于同一信道同一时间仅支持一种协议通信，这种切换模式在设备数量较少的物联网网络中可稳定运行，但在复杂网络环境下，大量设备争抢通信时隙可能导致网络运行中断。

除了效率低下这一明显缺陷外，协议切换还存在诸多其他弊端：协议切换过程会增加通信延迟，且切换期间非活跃协议的信号传输会被阻断，最终造成数据包丢失。

Qorvo的 Concurrent Connect 技术可实现多协议信号的并发监听与接收，无论是 Zigbee 与 Thread 协议、Zigbee 与面向智能手机的蓝牙低功耗协议，还是 Thread 与蓝牙低功耗网状网络协议，均可同时处理。这种 “并发监听” 能力，使设备能以极低延迟，近乎实时地从蓝牙低功耗协议切换至 Zigbee 或 Thread 协议。Qorvo表示，通过在芯片层面原生集成 Concurrent Connect 技术，协议切换的速度与稳定性均得到显著提升，从而有效降低数据包丢失率。

QPG6200L 可同时接入蓝牙网状网络与 Thread 网络；即便设备处于 Zigbee 或 Thread 网络中，用户也能通过蓝牙智能手机直接与其建立连接。

该芯片的发射功率最高可达 10 dBm，并支持天线分集技术—— 通过搭载双天线替代传统单天线方案，最大限度拓展设备稳定通信距离。芯片可实时监测通信状态，确保蓝牙与 Thread 协议始终使用最优天线工作，从而降低在高密度物联网部署场景下的信号衰减影响。

据Qorvo介绍，天线分集技术可使链路预算提升 8 dB，相比单天线同类系统，通信距离延长 70%，同时还能减少数据重传次数。

芯片内置的电源管理单元（PMU），使其可直接采用标准纽扣电池供电。QPG6200L 采用了与多数多协议物联网系统级芯片相同的三核 CPU 架构。

Synaptics三合一射频系统级芯片

新突思（Synaptics）推出 SYN461x 系列射频系统级芯片，为可穿戴设备、智能手表、智能音箱、家用电器等电池供电型物联网设备提供多协议无线连接能力。该芯片需搭配协处理器运行应用程序，但其核心定位是无线连接主控制器，可通过协议卸载减轻主芯片负担，实现功耗优化。

这款三合一射频系统级芯片集成了 Wi-Fi 6E、蓝牙 6.0、蓝牙低功耗及 Thread、Zigbee 等 802.15.4 协议，芯片设计全面优化功耗表现。

作为兼容 Matter 标准的产品，SYN461x 支持 2.4 GHz/5 GHz/6 GHz 三频段 1×1 Wi-Fi 连接。除标准蓝牙 6.0 功能外，该芯片还搭载了新一代蓝牙低功耗技术，包括用于定位服务的信道探测（Channel Sounding）功能，以及用于无线音频传输的 Auracast 广播音频技术。

该无线系统级芯片为 Wi-Fi 射频模块配备独立的物理层（PHY）与媒体访问控制层（MAC），同时为蓝牙、Thread/Zigbee 共用射频模块配置了另一套独立的 PHY 与 MAC 架构。芯片内置两颗 Cortex-M4 微控制器，分别负责运行 Wi-Fi 协议栈，以及蓝牙与 Thread/Zigbee 协议栈。此外，芯片还集成了完整的射频前端模块，包含功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）与收发（Tx/Rx）开关，无需额外配置射频前端（RFFE）外设，大幅节省了硬件空间与系统成本。

当前物联网无线协议面临的一大技术痛点，是频段重叠问题。Wi-Fi 与蓝牙均使用 2.4 GHz 频段，与 Thread、Zigbee 等物联网协议频段重合，这极易引发信道拥塞、信号串扰等干扰问题，进而阻碍射频信号的正常收发。以 SYN461x 为代表的多款无线系统级芯片，通过软硬件协同设计，专门优化协议间的共存机制，降低相互干扰，保障多协议稳定运行。

在多数情况下，这类无线系统级芯片可实现射频模块间的实时通信，通过协商传输优先级避免信号冲突；借助微秒级时隙精准控制，实现多射频模块的同步工作，从根源上规避干扰。此外，Wi-Fi 射频模块可切换至 5 GHz/6 GHz 频段，避开 2.4 GHz 频段的干扰；蓝牙协议的自适应跳频（AFH）等时序技术，还能通过动态切换至空闲信道，进一步缓解频段拥塞问题。

新突思表示，通过智能调度与信号隔离机制管理多射频模块的数据传输，SYN461x 可保障多协议连接的可靠性与高效性。同时，该芯片还能与外部长期演进（LTE）及全球导航卫星系统（GNSS）射频模块协同工作。

多协议无线系统级芯片在 Matter 智能家居标准的落地推广过程中，发挥着至关重要的作用。

新突思 Veros 芯片家族全线产品均支持与该公司 Astra 系列人工智能处理器深度集成，而 Machina 开发套件则作为桥梁，实现 Astra 平台与 Veros 系统级芯片的互联协同。

集成神经网络处理器的多协议无线微控制器

部分芯片厂商还在产品中集成神经网络处理器（NPU），以实现高能效、高速度的人工智能运算。其中，Alif Semiconductor推出的 Balletto 系列多协议无线微控制器，便是面向小型化物联网设备的新一代产品。

Balletto 芯片依托硬件加速器与大容量片上存储器，显著提升了机器学习与传感器融合的处理性能。芯片核心搭载主频最高 160 MHz 的 Cortex-M55 处理器，该处理器集成 Arm Helium 数字信号处理（DSP）技术，同时搭配 Arm Ethos-U55 神经网络处理器，为设备提供人工智能加速能力。此外，芯片还配备最高 2 MB 的紧耦合存储器（TCM）架构随机存取存储器（SRAM）、最高 2 MB 的磁阻式随机存取存储器（MRAM，作为非易失性存储器），以及一个八通道串行外设接口（SPI），可外接扩展闪存。

Balletto 芯片内置 Cortex-M0+ 内核负责系统安全防护，同时搭载一颗精简指令集（RISC-V）架构 CPU 运行网络协议栈，无需额外配置微控制器即可实现稳定的无线连接。其射频模块配备专用处理器与存储器，通过单芯片天线即可支持蓝牙低功耗 5.3 与 Thread、Zigbee 等 802.15.4-2011 协议的并发运行。

Alif表示，Balletto 芯片可应用于支持 Matter 标准的智能家居设备，同时兼容蓝牙低功耗音频与 Auracast 广播音频技术。

这款芯片的接收灵敏度可达 -101 dBm，并采用双功率放大器架构：高功率放大器输出功率为 10 dBm，可实现最远通信距离与最强信号强度；低功率放大器输出功率为 4 dBm，可在保障连接的前提下优化功耗表现。

当多射频模块同时工作时，设备的功耗控制难度会显著增加。不同无线协议的功耗需求存在差异，频繁切换协议或同时运行多协议的物联网设备，其电池电量会快速消耗。

为实现系统级功耗优化，Balletto 芯片搭载了Alif自研的 aiPM 智能电源管理技术，可动态为当前工作所需的逻辑单元与存储器供电，其余模块则处于休眠状态。芯片的电源管理单元支持四种系统级功耗模式，其中停止模式下的功耗仅为 700 nA。

为降低功耗，Balletto 芯片仅为当前运行所需的逻辑单元与存储器供电。

该芯片集成了多款物联网系统级芯片标配的传感器接口与外设，包括内置数模转换器（DAC）与 24 位Σ-△模数转换器（ADC）的模拟前端（AFE），以及由图形处理器驱动的摄像头与显示屏接口。

瑞萨推出双频Wi-Fi 6 MCU及模组

瑞萨电子宣布推出RA6W1双频Wi-Fi 6无线微控制器（MCU），以及集成Wi-Fi 6与低功耗蓝牙（LE）技术的RA6W2微控制器。这些连接解决方案旨在满足智能家居、工业、医疗及消费类应用对始终在线、超低功耗物联网设备日益增长的需求。瑞萨还同步推出完全集成的模块，内置天线、无线协议栈和预经验证的射频（RF）连接功能，有助于加速产品开发进程。

两款MCU基于运行频率为160MHz的Arm Cortex-M33 CPU内核构建，配备704KB SRAM，使工程师能够利用集成的通信接口和模拟外设，开发经济高效且可独立运行的物联网应用，无需额外MCU支持。客户亦可选用瑞萨广泛的RA系列MCU作为主控单元，并将RA6W1和RW6W2作为连接与网络扩展模块进行设计。RA6W1和RA6W2均可与瑞萨灵活配置软件包（FSP）和e² studio集成开发环境配合使用。作为RA产品组合中的首款Wi-Fi MCU，其提供了一个可扩展平台，支持在整个RA产品家族中实现无缝软件复用。

两款MCU均支持2.4GHz和5GHz频段，具备卓越的吞吐量、低延迟，和低功耗特性。双频段功能根据实时网络条件动态选择最优频段，即使在多设备连接场景中也能维持稳定、高速的连接。正交频分多址（OFDMA）和目标唤醒时间（TWT）等先进技术的引入，进一步提升了其性能与能效，使该解决方案尤其适用于高密度城市环境与电池供电设备。

RA6W1和RA6W2产品内置多项先进的安全功能，包括AES-256加密、安全启动、密钥存储、真随机数发生器以及支持实时解密的XiP技术，可有效防范未经授权数据访问。RA6W1已通过无线电设备指令（RED）认证，有助于开发人员设计前瞻性的产品。此外，该设备已完成Matter协议适配并通过Matter 1.4认证，可在各种智能家居平台实现兼容。瑞萨通过长效支持计划为这两款MCU和模块提供保障，其中MCU支持周期15年，模块支持周期为10年。

德州仪器集成APU，支持信道探测

SimpleLink CC2755R 和 CC2755P 系列是德州仪器推出的 2.4GHz 无线微控制器（MCU），专为多协议无线连接场景打造，全面兼容低功耗 Bluetooth（6.x 及未来版本）、Zigbee（3.0 及未来版本）、Thread（1.3 及未来版本）、Matter（1.2 及未来版本）及专有 2.4GHz 协议，完美契合物联网设备互联互通的核心需求。

多协议兼容与高性能连接：支持 Bluetooth 5.4 及更早版本的完整功能，涵盖 BLE 编码 PHY（远距离传输）、BLE 2Mb PHY（高速传输）、广播扩展等，同时具备向后兼容性；内置 Bluetooth信道探测技术和算法处理单元（APU），支持测距信号处理算法（包括 FFT）和超分辨率复杂算法（如多信号分类 (MUSIC)）以低延迟和高能效方式执行。

支持 Arm 自定义数据扩展（CDE）指令，为机器学习任务提供硬件加速；集成隔离式 HSM 环境、Arm Cortex M33 TrustZone-M 可信执行环境等高级安全特性，配合 AES-128 硬件加速器、安全启动和密钥存储功能，全方位抵御物理攻击与数据安全威胁。

超低待机电流设计搭配 162KB SRAM 全保留及 RTC 操作，显著延长电池供电设备的使用寿命，同时支持宽工作温度范围；集成平衡 - 非平衡变压器和射频开关，P 版本可通过同一射频引脚实现收发操作，大幅简化电路板布局并降低物料清单（BOM）成本。

乐鑫科技推出三频Wi-Fi 6E，持续发力RISC-V

乐鑫在 CES 2026 展会上推出两款全新微控制器产品 —— 三频 Wi-Fi 6E 系统级芯片（SoC）ESP32-E22 与超低功耗蓝牙低功耗（Bluetooth LE）微控制器（MCU）ESP32-H21。

ESP32-E22是高性能旗舰级三频 Wi-Fi 6E SoC，采用双核 RISC-V 架构，主频最高达 500 MHz，内置 1 MB 片上存储器，暂不支持外置 PSRAM。

支持 2.4/5/6 GHz 三频 Wi-Fi 6E，搭载 2×2 MIMO 收发器与 160 MHz 信道带宽，物理层吞吐量峰值可达 2.1 Gbps；兼容 Bluetooth LE 6.0 与 BR/EDR 双模蓝牙。

接口与扩展性：集成 PCIe、USB、SDIO 多种主机接口，配备 41 个通用输入输出引脚（GPIO），可作为高性能连接协处理器灵活适配各类设备。

ESP32-H21 BLE MCU是低功耗节点产品，采用单核 RISC-V 架构，主频 96 MHz，内置 320 KB 随机存取存储器（RAM），专为低功耗场景优化。

集成 Bluetooth LE 与 802.15.4 协议，可支持 Zigbee、Thread 等物联网通信标准，适配小型低功耗物联网节点。

内置片上 DC-DC 转换器，支持低电压运行，实现 “超低功耗” 特性；配备 19 个 GPIO，满足紧凑型硬件设计需求。

乐鑫除当前 Wi-Fi 6E 产品布局外，已将 Wi-Fi 7 技术纳入研发规划，同时计划拓展 32 位多核芯片产品。本次 CES 展出的两款新品，正是其在高性能连接与低功耗节点两大核心赛道的战略落地。

Silicon Labs持续挖掘产品的超高性能

Silicon Labs持续挖掘2代产品的高性能特色，并在CES上展示了xG24 系列系统级芯片（SoC）的全部性能。该平台专为高要求物联网应用打造，集成了高性能处理、人工智能加速以及安全核心（Secure Vault）技术，可在不做任何妥协的前提下处理复杂工作负载。

以往，要实现高速电机驱动与无线连接的同时运行，往往需要分设多个独立器件。Silicon Labs正通过一项演示挑战这一传统架构：仅用一颗 MG24 SoC，即可运行一套完整的无刷直流电机（BLDC）闭环控制系统，并支持通过智能手机应用进行操控，真正实现单芯片集成。

同时还在xG24 平台上演示了蓝牙信道探测技术，展现该技术如何赋予设备“精准距离感知能力”，从而催生全新一代基于近距离检测的高安全性应用。

继续围绕生态，意法半导体推出STM32WBA6

意法半导体最近发布了STM32WBA6，新系列微控制器用于物联网智能设备，例如，穿戴医疗设备、健康监测器、动物项圈、电子锁、远程天气预测传感器等。新系列无线微控制器集成容量更大的内存和更多数字系统接口，同时保持能源效率，在新兴的产品设计中可以处理更丰富的功能。

STM32WBA6 MCUs还内置可以通过SESIP3和 PSA Level 3认证的安全资产，例如，加密算法加速器、TrustZone® 隔离、随机数生成器和产品生命周期管理，有助于客户满足即将出台的 RED 和 CRA 法规的要求。

稳健可靠的标准化无线连接是物联网成功的关键。STM32WBA6新系列MCU具有更丰富的功能和更大的存储容量，可满足智能家居、医疗、工厂和农业等高端应用的需求。现在，有了这些产品，客户可以加快开发速度，满足消费电子和工业市场对新产品的需求：功能更多，性能更强，尺寸更小，能耗更低。

STM32WBA6新系列微控制器的无线子系统支持蓝牙、Zigbee、Thread、Matter等在 2.4GHz频段运行的网络协议，并允许设备同时使用多种协议进行通信。这样，智能家居网桥等网络系统就可以通过蓝牙与业主的手机App通信，同时还可以通过 Zigbee 等Mesh网络管理照明或恒温器。STM32WBA6 系列还有单协议产品，以满足看重简单和性价比的客户需求。

总 结

综上，多协议无线 SoC 凭借单芯片集成、多协议并发、低功耗高兼容等核心优势，降低物联网射频设计门槛。各大芯片厂商围绕协议兼容、性能优化、功耗控制与安全防护持续加码创新，推出的差异化产品不仅适配智能家居、可穿戴设备等多元场景，更重要的是，围绕Matter等物联网统一标准落地普及。