帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
探究驅動物聯網未來的系統單晶片
 

【作者: Dialog】   2017年01月17日 星期二

瀏覽人次:【10705】
  

關於物聯網(IoT)的相關話題已經很熱烈,然而正開始進入市場的許多物聯網應用和裝置,無疑將對我們與世界的互動方式產生更微妙的影響,協助改善日常的例行工作和流程,而非從上而下的垂直式重建。


以Tile的藍牙低功耗追蹤器為例,這家公司生產的追蹤器,主要是附著在我們最常使用但卻常常不知所蹤的物品上,包括我們進入辦公室必得用到的鑰匙,以及用來支付咖啡費用的錢包等。我們知道自己會因疏忽而把重要物品放錯地方,Tile想幫忙的就是消除這種害怕自己犯錯的深沉恐懼,而非試圖重新發明鑰匙或錢包。


使用藍牙低功耗感測器,Tile追蹤器可與無線裝置通訊,並且連結Tile應用程式,在大約100英尺內的有效範圍提醒使用者丟失物品的位置。 為了幫助定位可能已超出範圍的物品,Tile還透過連結全球用戶的應用程式運作全球最大的「找尋失物(lost and found)」網路,協助追蹤遺失的必須品。


雖然提供更好的保管物品方式似乎不是最崇高的目標,但是像Tile和其他成功努力的背後動機,正是說明了物聯網裝置如何自然而然且無縫的進入公眾意識的完美案例。例如,最近發佈的Tile Slim能確保只需幾下點擊,就能找回丟失的錢包,而用來驅動Tile產品的相同底層技術,完全展現了連結IoT裝置並會對未來產生更廣泛影響的技術架構。


無論規模大小,各種裝置和感測器之間的連結是物聯網的首要前提。較低功率的連結可擴大可能性,讓開發人員得以在功率受限的裝置上添加更多功能,同時保持外觀尺寸的吸引力。加入整合度更高的元件,可以透過即插即用的方法來簡化新應用的開發,並且擁有一個能將新裝置快速推向市場的完美架構。


快速高效的連結是物聯網幕後推手


圖一 :  下一世代系統單晶片的設計訴求,是在規模經濟的基礎上提供藍牙低功耗連結,速度方面的表現要比之前更好,功耗和系統成本也都低於目前所見的其他微晶片。(source: www.sitebuilderreport.com)
圖一 : 下一世代系統單晶片的設計訴求,是在規模經濟的基礎上提供藍牙低功耗連結,速度方面的表現要比之前更好,功耗和系統成本也都低於目前所見的其他微晶片。(source: www.sitebuilderreport.com)

Tile的追蹤器使用藍牙進行彼此之間的無線通訊,不需大量能源維持運作。在低功耗環境中實現這種連結是IoT匯聚概念的關鍵:具有此能力的無線裝置能夠無中斷地交換用戶數據。


拜支援藍牙連結的底層單晶片所賜,Tile及追蹤器陣列得以提供這種長時間的連結。在Tile Slim這個例子,Dialog Semiconductor的DA14580 系統單晶片提供所有必要的電路及零件,使得Tile Slim能以整合型處理器的處理能力,啟用追蹤器的藍牙4.2無線連結,而這個微處理器甚至比按鈕還小。。


Dialog的SmartBond產品線涵蓋多種晶片,支援各種仰賴藍牙低功耗實現無線,且日益複雜的電子裝置,DA14580是此系列的產品之一。 藍牙低功耗最初是在藍牙4.0規範中標準化,傳輸速度達1Mbps,僅消耗0.01至0.5瓦特的電力,大約是傳統藍牙一半的功率。


下一世代系統單晶片的設計訴求,是在規模經濟的基礎上提供藍牙低功耗(Bluetooth LE)連結,速度方面的表現要比之前更好,功耗和系統成本也都低於目前所見的其他微晶片。


以市場上最新的系統單晶片之一, DA14681為例。此晶片的設計是當裝置在運作時,其ARM Cortex M0處理器能提供高達96 MHz的處理速度,同時在不運作時還很省電,待機功耗低於1μA。 這個程度的靈活性非常適合用來管理多感測器陣列,可以處理「總是在線」的情況,不同於Tile的例子。當消費性電子產業開始廣泛推動可監控心臟或睡眠模式等的物聯網裝置,這些裝置需要長期不間斷的連結以收集數據;甚至是裝置必須在生產線上的各個階段持續通訊的工業應用,對這些消費及工業應用而言,下一世代的整合型晶片型非常重要。


無縫整合促進物聯網發展


圖二 :  如果物聯網市場保持高速度的創新,不僅止於藍牙低功耗的功能,SoC具有幾乎無限的可能性,能支援未來幾年將改變人類生活面貌的技術。(source: www.sueddeutsche.de)
圖二 : 如果物聯網市場保持高速度的創新,不僅止於藍牙低功耗的功能,SoC具有幾乎無限的可能性,能支援未來幾年將改變人類生活面貌的技術。(source: www.sueddeutsche.de)

這些特性都顯示,隨著未來幾年佈建更多的物聯網裝置和感測器,需要追蹤和分析的資訊也將越來越龐大。相應於此趨勢,感測器和裝置則必須變得更小、更持久,開發者才能夠以符合市場需求的速度提供新產品。


DA14681的設計訴求是藉由整合型電源管理單元(Power Management Unit, PMU)提供三個獨立電源軌來強化連結功能。這些電源軌除了供電給晶片上充電器和電量計外,還能供電予外部系統元件。 因此,雖然SoC本身可以為完整的IoT系統供電,不需額外的外部電源管理電路,但DA14681還是可以透過USB介面為電池充電。


這個晶片和其他下一世代晶片反映我們需要更多的整合型元件,如此才能將新的物聯網裝置推向市場,不會出現創新延遲。 Tile及其創紀錄的外觀尺寸,只是整合方法如何落實在終端裝置的一個例子。


像是DA14681此類的先進SoC是非常具有前瞻性的系統,能為開發人員提供所需的工具,讓他們以最少心力創建功能最完整的物聯網裝置,所需要的就是一個介面和一個電池,讓SoC的處理能力和PMU功能維持運作。這些系統藉由靈活的外部記憶介面為軟體應用程式開發人員提供幾乎無限的運算空間。


雖然SmartBond SoC已是目前「最好的」,具有高度的整合度和靈活性,但它真的只是未來解決方案的開端。 隨著物聯網連結裝置數量將從現在的60億個擴大到2025年的 270億個以上,也就是物聯網在未來10年將以16%的複合年成長率(CAGR)成長。提供這種龐大規模的藍牙低功耗連結的SoC,將需要以同樣的加速度持續進化,如此才能跟上需求。


如果物聯網市場保持高速度的創新,不僅止於藍牙低功耗的功能,SoC具有幾乎無限的可能性,能支援未來幾年將改變人類生活面貌的技術。物聯網是一個新技術不斷發展和擴大的領域,如果目前的預期不變,則下一代物聯網裝置的普及將更早,不會更晚。


相關文章
實現物聯網與雲端運算的新型記憶體技術
安全切割--切芯機適用的安全閘門系統和安全聯鎖
矢志成為IC設計界的建築師
從風洞到人行道:智慧型嬰兒車電子動力系統開發
超低功耗技術推動免電池IoT感知
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新品
Platform Manager Devices
原廠/品牌:Lattice
供應商:Lattice
產品類別:Power
Power Manager II Hercules Development Kit
原廠/品牌:Lattice
供應商:Lattice
產品類別:Power
Processor PM Development Kit
原廠/品牌:Lattice
供應商:Lattice
產品類別:Power
  相關新聞
» Arm提出完全運算 (Total Compute) 方式 達到數位沉浸效能
» 電子、AIoT、能源、光電、雷射五展跨界激盪 前瞻趨勢智能創新應用
» 回應邊緣運算需求 Arm 加入Bfloat 16至Neoverse生態系
» 聚焦數位轉型關鍵技術 2019 Arm科技論壇將於11/6台北、11/7新竹盛大展開
» 遠傳攜手北市府 啟動全台首座5G IoT開放試驗場域
  相關產品
» Dialog為三星Galaxy Fit增加藍牙低功耗連接
» Arm全新Mali-D77顯示處理器 強化VR性能
» 笙泉科技推出新一代 MCU--MG82F6D17
» Arm宣布與EDMI合作 整合Mbed OS與Pelion至智慧儀表方案
» Digi-Key宣佈推出供應商主導的KiCad資料庫
  相關資源
» Power Management Solutions for Altera FPGAs

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2019 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw