当前物联网话题受到市场青睐。
据预测,到今年左右,全球将有超过1亿台设备连接到互联网。
值得注意的是,这些设备中有一半以上会对功耗问题非常敏感。
因此,低功耗、高性能的MCU解决方案,特别是集成无线通信功能的MCU解决方案将受到关注。
它简化了设计,并允许更多下游设计人员将互联设备推向市场。
物联网关注的是平均功耗。
随着人与物、物与物的连接数量的增加,未来将是千亿连接的时代。
此外,国际标准组织积极推动技术标准的制定,低功耗M2M业务的市场前景十分广阔。
广阔。
对此,Silicon Labs 32位微控制器产品高级营销经理Oivind Loe在接受采访时表示:“能源效率是物联网中使用的组件的一个至关重要的特性。
一些物联网应用,例如智能抄表和智能信用卡甚至可能有超低功耗的要求;为了适合各种应用,MCU 必须精心设计能源模式,以支持 MCU 实现电流消耗与响应时间和功能之间的平衡。
”微芯片。
家电解决方案部物联网营销经理Xavier Bignalet也指出:“如今,互联应用的低功耗是一个必要条件。
在某些应用中,电池寿命甚至可以持续20年以上。
”不过,值得注意的是,物联网应用对芯片的影响巨大。
低功耗要求并不总是越低越好。
不同的场景有独特的要求。
瑞萨电子通用解决方案中心综合营销部副总监王俊峰在接受采访时指出:“如果涉及到物联网应用,往往很难清楚地区分待机功耗和工作功耗。
因为在物联网中设备中,大多数设备的情况都在待机和工作之间,或者在两者之间高频切换,因此平均功耗变得很重要。
”针对这种情况,许多半导体公司正在开发针对物联网的低功耗。
在MCU芯片上投入了大量的精力。
“瑞萨的16位L78系列和32位Rx系列都具有低功耗的特点。
瑞萨的很多产品都使用自己的内核,这给了他们更大的功耗优化空间。
此外,瑞萨还有自己的芯片外设产品,再加上拥有自己的生产工厂,在核心、外设和技术三个方面共同努力,实现产品的低功耗。
”王俊峰说。
Oivind Loe 还表示:“MCU 精心设计的能耗模型可以实现电流消耗与响应时间和功能之间的平衡。
这种优化的权衡方法使 MCU 能够为许多应用提供电流消耗、性能、尺寸和成本之间的适当平衡”。
组合。
“改进设计架构是降低功耗的重要途径。
具体来说,MCU的功耗水平包括静态功耗和工作功耗。
考虑到实际应用,静态功耗是芯片在睡眠或非工作状态下的功耗动态功耗是指MCU运行时所消耗的功率,其功耗水平与采用哪种工艺决定有很大关系。
恩智浦半导体大中华区MICR微控制器产品营销总监金宇杰介绍说,“此外,一些厂商还改进了整个架构,以实现物联网环境下的低功耗。
” MCU 并将 ARM Cortex A7 和 Cortex M4 内核集成到一个 MCU 中。
M4内核可用于维持正常运行,特别是在待机模式下,保持低功耗。
“瑞萨采取的另一种方法也更好地解决了这个问题。
”针对这一需求,瑞萨在MCU中引入了Snooze模式,可以使MCU核心待机而外设工作。
即使用Snooze模式时,外设会判断外部命令是否到达,是否需要内核工作。
只有确认了这个需求,核心才会真正被唤醒,从而大大提高系统的工作效率。
”王俊峰表示。
降低外围功耗也是降低芯片整体功耗的有效途径。
据金宇杰介绍,NXP的产品可以在MCU和MPU完成任务时,使用API??软件关闭一些未使用的接口。
Microchip也在探索Microchip 的一些 8 位微控制器具有独立于内核的外设,可以在很少或无需 CPU 干预的情况下实现低功耗要求,此外,LCD、运算放大器、RTCC 等低功耗外设也可以实现。
、触摸感应、USB、DMA和加密引擎将MCU性能提升到一个新的水平,并尽可能降低系统级功耗。
”Xavier Bignalet表示。
应对碎片化挑战。
物联网最大的特点就是碎片化。
如何让MCU芯片适应物联网的应用也是一个挑战。
“物联网不仅仅是单一市场,而是包括所有垂直市场领域。
因此,物联网设备并没有通用的规范:可穿戴设备对功耗有严格的要求;而重工业设备则不需要低功耗但目前的情况是,为了平衡成本,芯片制造商大多采用通用MCU来试图覆盖大部分应用。
”Xavier Bignalet指出。
不过,这种情况正在改善。
“随着半导体技术的演进和物联网应用市场的发展,未来厂商可能会开发针对物联网市场的专用芯片,现有MCU中常用的模拟外设等功能可能会被去掉,从而专注于算法和连接,通过更先进的半导体工艺实现更低的功耗和成本。
简单来说,以控制为主要功能的MCU和以智能分析/连接为主要功能的物联网芯片可能会分离。
但它们同时并存。
”ARM中国嵌入式应用营销经理耿立峰表示。