物联网(IoT)所面临的6大挑战

无论是智能住宅、联网汽车还是智能工厂,所有智能化技术的核心都是设备间的网络互联,而这正是我们耳熟能详的物联网(IoT)。

目前,IoT正处于关键的转型期。有人预计,到2020年,将有500亿个“事物”实现互相通信,或是通过互联网进行沟通。面对如此迅速的普及和发展,我们也面临着一些新的挑战:如何才能使IoT易于使用,并且具有较高的性价比和效率呢?

公司信息: 

工业驱动控制SoC向兼容性和低功耗发展

智能制造对于我们来说已不再陌生,建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂已是大势所趋。

  我们知道,工业自动化中,对于机器和智能设备的控制,需要发挥传感器的作用。在以前,一个编码器要对应着一个独立的空间,需要唯一的芯片来控制,这样,兼容性一直是困扰着系统设计的难题。为此,德州仪器(下称TI)近日推出了业界首款支持数字和模拟位置传感器的工业驱动控制芯片,解决了通过同一个硬件、同一个SoC就可以连接不同的编码器的问题。TI还同时推出了抗噪电容式触摸MCU方案和无线微控制器(MCU)方案。那么,TI如何助力智能制造,又将如何引领MCU技术革新?

  智能制造迫切需要可靠、精密、能效高的设计和系统

  智慧工厂的出现势必会带来新的生产问题,智能制造也需要可靠、精密和能效高的设计和系统。TI半导体事业部中国区业务拓展总监吴健鸿表示,工厂升级到自动化,必然需要更高、更可靠的生产线来适应24小时的运作机制,用电量也会随着设备的增多而增加,这样就需要能源效率来降低工厂的生产成本。在生产过程中使用机器、机械手臂在生产线控制的精密度是有要求的。除此之外,生产安全的工业和机器设备来保障的人的安全也是重要的部分。当然,做为智慧工厂,生产线上的有线或无线互联互通是至关重要的,通过线把系统连接起来,运用无线技术把设备互联。

超低功耗MCU是怎样炼成的?

 低功耗与高性能、高集成度、低成本一起,一直是各大半导体厂商追逐的目标,特别是微控制器(MCU)这样的智能芯片,每次发布的新器件,其功耗总是在逐步递减。但是随着物联网和可穿戴设备的“疯狂入侵”,循序渐进式的功耗优化已经不再是超低功耗MCU的游戏规则,而是“突飞猛进”模式,与功耗相关的很多指标(如ULPBench得分)都不断刷新记录,而记录的保持者往往只能“笑傲江湖”几个月甚至几天,就被竞争者KO。

  总地来说,厂商们都是在内核架构、多种工作模式和休眠模式、优化的外围设备(如ADC)及其时钟需求、多样的电源范围这些方面进行重点研究,以降低功耗。

  本文以意法半导体(ST)STM32L4、爱特梅尔(Atmel) SAML21J18A、德州仪器(TI) SimpleLink C26xx以及基于Cortex-M4F的MSP432、恩智浦(NXP) LPC54102以及在中国名不见经传的Ambiq Micro Apollo系列为例,看看它们的低功耗究竟是怎样炼成的!

  1.意法半导体STM32L4系列(STM32L476)

  低功耗性能:动态运行功耗低至100 μA/MHz;关闭时最低电流为30 nA,唤醒时间:为5 μs
  ULPBench得分:123.5

低功耗?高运算?安全性?MCU请跟上节奏

作为有着悠久历史传统的IC产品,微控制器(MCU)将如何迅速反应,在包括传统应用领域以及快速膨胀的新兴应用领域跟上技术发展和市场需求的变化。ED NChina特邀恩智浦半导体微控制器大中华区产品市场总监王朋朋阐述她的看法,“我们看到,在通用MCU市场竞争越发激烈,芯片本身的差异化越来越小,厂家必须在软件、解决方案和应用方向上体现产品价值,避免陷入价格战。而具有较强应用导向的MCU则在产品定义阶段就考虑了特定应用和特定客户的需求,具有更强的针对性,更适用于快速成长的新应用市场。对于MCU技术本身,在摩尔定律的持续作用下,更小封装、更低功耗、更强计算/处理能力会是未来的趋势。封装、功耗以及处理能力等方面的平衡也会更完美,并将为不同的应用需求开发不同的侧重点。”

目前恩智浦MCU产品的应用范围已涵盖工业控制、智能电表、消费电子、汽车电子后装市场、医疗设备等领域。新品的节奏也很频繁,王朋朋表示:“2014年是恩智浦推出MCU新品非常多的一年,包括2014年11月发布的LPC54100系列,可以说是恩智浦微控制器产品线近几年的突破性产品。这些都是促使恩智浦MCU业务持续增长的基础。在2015年具体的新品规划上,恩智浦将基于LPC54100平台扩展来推出更多新品,也将致力于更低功耗、更高性能及更安全的MCU。”

积少成多 :如何设计智能燃气表和水表实现能源效率最大化

对于需要 RF 连接的嵌入式控制系统来说,电子水表和燃气表可以作为最具挑战性低功耗设计的典型代表。这些系统的特点是电池供电(例如:燃气表和水表安装点一般不提供墙电),并要求电池使用寿命为 20 年以上。公共事业供应商提出这个要求,是因为仅仅一次专家维护的成本通常就超过智能仪表的全部成本。由于有超长寿命的设计要求,几乎所有水表和燃气表都使用锂亚硫酰氯(LiSOCl2)化学电池,因为其非常低的自放电特性,在仪表中的使用寿命可达 20 年以上。然而,这种电池价格昂贵(约 1.5 美元/安时),导致单个水表或燃气表中电池 BOM 成本高达 10-15 美元。

公司信息: 

见“微”知着 MCU主宰低功耗市场

导读: 微控制器(MCU)采用省电、可长达数年、弹性的硬体架构,并以低功耗、执行效率高的功能诉求,进军各种电器与电子产品的市场,并可应用在各行业领域,并至今累计数亿颗销售量。

微控制器(MCU)采用省电、可长达数年、弹性的硬体架构,并以低功耗、执行效率高的功能诉求,进军各种电器与电子产品的市场,并可应用在各行业领域,并至今累计数亿颗销售量。因应近年来穿戴式装置与物联网的兴起,装置设计朝向更轻薄短小、价格越低的趋势下,MCU的应用不只更加广泛,其功能也倍加市场考验。相关业者无不使出浑身解数,推出各式新一代MCU产品,来符合客户与市场的需求…

  见“微”知着 MCU主宰低功耗市场

  处理器(Processor)因应电脑架构的各种不同功能需求与用途,可区分成:中央处理器(Central Processing Unit;CPU)、绘图处理器(Graphics Processing Unit;GPU)、物理处理器(Physics Processing Unit;PPU)、数位信号处理器(Digital Signal Processor;DSP)、网路处理器(Network Processing Unit;NPU)。

IoT促进了低功耗的发展

Ron Wilson,总编辑,Altera 公司

现在很难在某一次会议上听不到或者看不到关于物联网(IoT)和可穿戴式计算的讨论。但是,请读下去。当人们还在争论IoT设备5年内是会达到200亿规模还是40亿规模的时候,一个意外的挑战已经浮出水面。人们都认为市场上最新的半导体技术也是您下一设计最好的工艺技术。这种想法促进了IoT的雪崩式发展。

公司信息: 

将符合Qi标准的无线电源解低功耗可佩带产品决方案应用于可佩戴产品

智能手表,健身腕带(fitness wrist band)以及耳机等众多低功耗可佩戴设备已纷纷推向市场(图1)。这类全新系列的电子产品就有望在未来几年获得快速的增长和发展。这些产品的典型特征是小巧轻薄,形状各异,而且工业设计也可谓千变万化。所用电池容量从 100mAh 到 300mAh 不等,因而对充电速率的要求也各不相同。

为这类设备充电的传统方式是使用插头一插孔式(plug-and-jack style)连接器或微型USB连接器。但即便是这些相对较小的连接器对于一些新推出的超薄可佩戴应用来说也显得过大了。对于户外可佩戴环境来说,连接器脏污是一个甚至更为严重的问题。

低功耗无Y电容原边调整充电器的设计

本文介绍了一款使用TI 控制芯片UCC28720 设计的5W 无Y 电容充电器方案,并且介绍了一种变压器结构设计,在去除了Y 电容的情况下依然能够通过EMI 测试;同时,整机待机功耗在全电压范围内低于10mW。由于UCC2820 是专为驱动三极管设计的原边调整控制器,使得整机的成本更有优势。

公司信息: 

可穿戴设备市场火热,进入时机成关注焦点

近年来穿戴式电子设备炒得火热,各路大小巨头包括苹果、三星、谷歌、索尼、NIKE、小米、微软等皆想分食这一块蛋糕。但穿戴式市场还未成熟,可以说是“雷声大,雨点小”,产业爆发的瓶颈在哪?现在是否是厂商大规模进军的最佳时机?如何整合硬件、软件、应用以及运营服务等不同的资源?12月20日在深圳召开的“2013穿戴式电子设备应用与技术论坛”上与会嘉宾就上面的问题展开了热烈的讨论。该论坛由深圳市半导体行业协会主办、思锐达传媒承办,吸引了华为、中兴、比亚迪、宇龙通信、德赛电子、美的、易方数码、乐源、凌拓等电子企业超过600位业内人士参与。

蓝牙4.0(BLE)主从通信透传模

 

概述低功耗蓝牙模块主透传协议是针对低功耗蓝牙模块从透传协议设计的,通过本协议模块可替代手机设备与从透传协议模块连接,实现透传功能或直驱控制功能。此协议模块可用作从透传协议模块开发过程中的辅助工具。BLE主透传协议模块(以下简称MTTM)可以工作在透传模式(TTM)或指令模式(CM)。MTTM上电启动后,处于待机模式(SBM),此时处于空闲状态,无睡眠,需要用户通过AT指令控制模块连接从设备。在成功与从设备建立链接后,MTTM会自动查找从设备的透传通道,如果从设备属于BLE从透传协议模块(以下简称STTM),MTTM默认进入透传模式,否则默认进入指令模式。透传模式下,用户CPU可以通过模块的通用串口与STTM进行双向通讯。从MTTM串口输入的数据将转发到STTM,并从STTM的串口输出;从STTM输入的数据将转发到MTTM,并从MTTM的串口输出,从而实现透明传输功能,用户数据的具体含义由上层应用程序自行定义。指令模式下,用户CPU可以通过MTTM的读写指令直接控制STTM的直驱功能。此模式下功能开发中,敬请期待。 

低功耗蓝牙在便携式医疗设备中的应用展望


随着全球各国对健康状况的关注从而促使家庭健康医疗产品市场呈爆发性的增长,中国已经是全球血压计,血氧仪,血糖仪以及监护仪最大的ODM,OEM生产基地,最近几年也随着中国科技的发展,国人已经拥有了无数无线便携医疗设备的方案以及应用,无线便携医疗设备目前所面临的难题之一就是功耗问题。无线连接的功耗要求限制了架构和应用。传统的无线连接方式存在着通信占空比高,瞬间能量损耗大,待机电流高等弱点,而低功耗蓝牙技术(BLE)将成功克服以上无线通信弱点。
感谢蓝牙4.0版规范中推出了蓝牙低功耗技术,从而有望解决功耗难题。蓝牙技术正在逐步深入设计人员和消费者之中。自Microsoft和Apple宣布支持这项新技术之后,摩托罗拉,三星还包含了我们国内的华为,中兴,OPPO,TCL等等品牌的移动终端设备都会全面支持蓝牙4.0技术,这意味着这项技术将在标准计算和通信平台中被广泛使用。目前国内一些优秀的无线射频方案公司信驰达科技有限公司,无线龙通讯科技有限公司也一直在引领着蓝牙4.0在各个行业的应用,已率先拥有多项基于低功耗蓝牙应用的专利技术以及通过SIG认证的蓝牙4.0模组,产业通过方案公司的推动使得产品的研发周期大大缩短,截止当前,无线医疗应用一直依赖定制零部件和平台实现低功耗,现在终于到了部署真正的低功耗无线医疗应用的时候了。

满足28 nm迫切的低功耗需求

全球发电量未来增长全球发电量未来增长作者:Martin S. Won,技术部资深成员,Altera公司。
降低电子产品的功耗是很现实的问题;在这种越来越强的能源意识以及迫切需要降低功耗的环境下,很多产品开发人员和生产商都制定了发展战略来赢得竞争优势。降低功耗为设计人员和最终用户带来了以下优势
n支持开发人员更好的满足对功耗和散热要求较高的市场需求
n在相同的散热和功耗预算内,开发人员有更大的自由度来提高性能。
n降低运营和材料成本,实现更紧凑的产品。
n降低苛刻的散热要求
n敢于承担社会责任

公司信息: 

德州仪器在国际固态电路技术大会上展示多项低功耗与能效新技术

TI一直积极推进低功耗技术的发展TI一直积极推进低功耗技术的发展日前,在旧金山举行的国际固态电路技术大会 (ISSCC) 上,德州仪器 (TI) 发布了数篇论文,并参与演讲,概括介绍了低功耗、能源管理以及更高能效等领域的成就与市场前景。

Dialog Semiconductor

公司简介: 

Dialog Semiconductor 专门开发高集成度的混合信号集成电路,应用范围包括个人便携式设备、低功耗短距离无线设备、照明、显示器和汽车等。公司可提供灵活的支持以及世界级的创新技术,是一位富有经验和有规模的商业合作伙伴。借助公司专注和深厚的节能系统功率管理知识,加上最新开发的低功耗短距离无线和VoIP 技术,Dialog将过往数十年的经验带到个人便携设备的电路开发上,应用范围包括智能电话、平板电脑、数字室内无线电话和游戏机等。Dialog的功率管理处理器芯片不仅可延长电池的工作寿命,而且也可加强消费者的多媒体感受,配合我们世界级的制造商伙伴,使Dialog 可采用无晶圆厂半导体公司的商业模式。更多信息请登陆 www.dialog-semiconductor.com 。

代理品牌/合作伙伴: 
公司销售联系信息: 

Germany - HeadquartersAddress:Dialog Semiconductor GmbHNeue Strasse 95D-73230 Kirchheim/Teck-NabernGermanyTel:+49 7021 805-0Fax:+49 7021 805-100Email: dialog.nabern@diasemi.com
中国地区办事处
Address:Dialog SemiconductorUnit 221, 2nd FloorNo. 1, Science Park West AvenueHong Kong Science ParkShatin, Hong KongChinaPhone:+852 2607 4271Fax:+852 2607 4169
中国地区代理商
Address:Avnet Electronics Marketing (Hong Kong)16/F., Spectrum Tower, 53 Hung To Road,Kwun Tong, Kowloon, Hong Kong.Tel:+852 2176 5388Fax:+852 2790 2182Address:Avnet Electronics Marketing (Shenzhen)10/F., Block A, Electronics Science & Technology Building,2070 Shennan Road Central,Shenzhen, PRC 518031Tel:+86 755 8378 1886Fax:+86 755 8378 3639 Address:Avnet Electronics Marketing (Shanghai)21/22F, Strength Plaza,No.3, 600 Tian Shan Road,Shanghai, PRC 200051Tel:+86 21 5206 2288Fax:+86 20 5206 2200Address:Avnet Electronics Marketing (Beijing)Room 1201-1207, Tower A, Cheng Jian Plaza,No.18, Beitaipingzhuang Road,Haidian District,Beijing, PRC 100088Tel:+86 10 8206 2488Fax:+86 10 8206 2407 

[[wysiwyg_imageupload:407:]]Dialog Semiconductor 专门开发高集成度的混合信号集成电路,应用范围包括个人便携式设备、低功耗短距离无线设备、照明、显示器和汽车等。公司可提供灵活的支持以及世界级的创新技术,是一位富有经验和有规模的商业合作伙伴。借助公司专注和深厚的节能系统功率管理知识,加上最新开发的低功耗短距离无线和VoIP 技术,Dialog将过往数十年的经验带到个人便携设备的电路开发上,应用范围包括智能电话、平板电脑、数字室内无线电话和游戏机等。Dialog的功率管理处理器芯片不仅可延长电池的工作寿命,而且也可加强消费者的多媒体感受,配合我们世界级的制造商伙伴,使Dialog 可采用无晶圆厂半导体公司的商业模式。更多信息请登陆 www.dialog-semiconductor.com 。

如何在ARM平台上开发低功耗的软件系统?

如何在ARM平台上开发低功耗的软件系统?作者: Chris Shore, ARM培训经理
在强调便携式设备的电池寿命时,看起来比较奇怪是,很少有软件工程师在其日常项目任务中真正做到了减少能耗。我猜想对这个课题有所想法的那些人可能都是本着荣辱自担的想法才关注此课题的。我们到了要做些改变的时期。随着电池寿命和性能要求的矛盾持续,我们作为软件工程师不得不要用更多时间来找出如何才能以节能方式来设计和编写我们的软件,至少在工具能满足我们要求之前需要这样做。

公司信息: 

IDT低功耗、时钟信号、电源管理与混合信号产品图库

IDT公司致力于不断提高数字媒体体验,融合其基础的半导体技术产品和重要创新,开发并交付可解决客户面临问题的低功耗、混合信号解决方案。IDT公司总部位于美国加利福尼亚州圣荷塞,在全球各地设有设计、生产和销售机构。IDT股票在纳斯达克全球精选股票市场上市,代号为“IDTI”。欲了解更多IDT详情,敬请登陆 www.IDT.com。

Atmel推出降低功耗多达50%的Cortex-M3高集成度闪存MCU

SAM3S产品系列SAM3S将性能提升50%,并具备硬件和软件兼容性以保护投资
爱特梅尔公司(Atmel® Corporation)宣布推出SAM3S产品系列,包括18种通用的基于Cortex®-M3之閃存控制器,这些器件能够改善阻抗匹配、简化PCB设计,并可在1MHz工作频率下节省功率50%,功耗仅2.3mW。而在64MHz的最高工作频率下,该器件的功耗为1.45mW/MHz。SAM3S系列的开发灵感来自畅销的基于ARM7TDMI® 的SAM7S系列,这些微控制器可让SAM7S客户保留原有的硬件和软件投资,将设计移植到性能提升50%而且功能丰富的微控制器上。

公司信息: 
相关Datasheet: 

一个硬件高手的设计经验分享(转载)

偶然看到一个硬件高手的设计总结,非常实用且有针对性。
一:成本节约
现象一:这些拉高/拉低的电阻用多大的阻值关系不大,就选个整数5K吧
点评:市场上不存在5K的阻值,最接近的是4.99K(精度1%),其次是5.1K(精度5%),其成本分别比精度为20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8几个类别(含10的整数倍);类似地,20%精度的电容也只有以上几种值,如果选了其它的值就必须使用更高的精度,成本就翻了几倍,却不能带来任何好处。

现象二:面板上的指示灯选什么颜色呢?我觉得蓝色比较特别,就选它吧
点评:其它红绿黄橙等颜色的不管大小(5MM以下)封装如何,都已成熟了几十年,价格一般都在5毛钱以下,而蓝色却是近三四年才发明的东西,技术成熟度和供货稳定度都较差,价格却要贵四五倍。目前蓝色指示灯只用在不能用其它颜色替代的场合,如显示视频信号
等。

现象三:这点逻辑用74XX的门电路搭也行,但太土,还是用CPLD吧,显得高档多了点评:74XX的门电路只几毛钱,而CPLD至少也得几十块,(GAL/PAL虽然只几块钱,但公司不推荐使用)。成本提高了N倍不说,还给生产、文档等工作增添数倍的工作。

凌力尔特推出350mA、60V超低静态电流降压型开关稳压器 LT3990

采用3mmx2mm DFN封装的60V、350mA (IOUT)、2.2MHz降压型开关稳压器凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出350mA、60V超低静态电流降压型开关稳压器LT3990。其突发模式 (Burst Mode®) 工作在无负载情况下保持静态电流低于2.5uA。LT3990的4.3V至60V输入电压范围使其非常适合汽车和工业应用,这类应用需要具超低功耗的连续输出。其内部550mA开关可以在电压低至1.21V时提供高达350mA的连续输出电流。