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  • 谋思科技将受控能量收集和超低功耗无线技术相结合,实现物联网设备的永久续航

    谋思科技将受控能量收集和超低功耗无线技术相结合,实现物联网设备的永久续航

    诸多边缘设备被部署在了各种不同的环境中。其中很多应用场景并不适合进行电力设施部署,而且也难以实现频繁的人为电池更换。“在Atmosic,我们希望能够颠覆整个电子产品的使用,希望能够实现电池的永久续航,同时在一些特殊的环境下,在一些技术的发展前景下,我们希望有朝一日能够实现无需电池。”谋思科技首席执行官David Su在近日的媒体发布会上分享到了Atmosic对于物联设备未来发展的观点。 实现电池永久续航,降低设备对电池的依赖 随着蓝牙5.0的发布,蓝牙在连接范围和续航能力方面获得了巨大的提升,某些传输距离较长,传输数据量不大的应用以前只能使用WiFi,现在也可以用蓝牙5.0来实现。这对于蓝牙市场而言带来了巨大的发展前景,据ABIResearch预测,到2023年蓝牙市场规模总值将达到20亿美元。其中消费电子产品和传感器数据传输市场将达到超过10亿的市场份额,这也是谋思科技所定位的目标市场。 在这些目标市场中,很多蓝牙无线设备都采用电池供电的方案,但电池的续航能力,是否可以方便的进行电池更换,更换电池所耗费的人力和物力,这都是影响设备最终体验的重要考量点。我们期望这些蓝牙设备可以实现尽可能长的续航时间,甚至实现电池永久续航。而谋思科技提供的超低功耗蓝牙无线SoC的解决方案,将使其成为可能,甚至在一些场景中实现无电池的蓝牙连接方案。 将超低功耗射频、受控能量收集和射频唤醒相结合 谋思科技提供的蓝牙SoC的是一种集成度非常高的解决方案,其中集成了主控单元、射频模块、能量采集模块和传感器模块等,这是一种非常具有差异化竞争力的无线SoC方案,包含了其三大核心创新技术。 据David分享,其第一项创新技术是超低功耗射频,可以实现比竞争对手低5~10倍的功耗及相关电源能耗的降低;第二项创新技术是射频唤醒技术,让设备无需使用的时候随时保持休眠状态,只有在需要的时候才会被唤醒;第三项技术被称为是受控能量收集,适用于来自射频、光能和动能等各种不同来源的能量收集。 虽然这些技术我们经常听到别的半导体厂商提及,但谋思科技有其独特的创新点。例如在射频唤醒技术方面,谋思科技对其接收机进行了专门的设置和调整,基于不同的信号输入环境,CPM将会自动判断是否需要将接收器进行打开或激活。据谋思科技营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta先生分享,Atmosic的接收器设计与市面上常见的蓝牙接收器非常不同,(如上图所示)射频唤醒是一个单独的模块,因此无须跟随整个蓝牙设备进行开启或关闭,而且输入唤醒信号的具体值可以通过程序进行编写。“除此之外,我们在其他的用于唤醒我们射频模块的这些设备上是不需要使用Atmosic芯片的。换句话说,我们的客户可以随时采用Atmosic的芯片产品,并且与其他任何只要能够发出信号的设备来进行结合使用。” 实现无需电池的永久续航 当前谋思科技推出了两款超低功耗蓝牙SoC产品,M2系列定位于需要电池永久续航的应用,M3则凭借受控能量收集技术定位于无需电池的应用场景。下图为谋思科技的M2的解决方案与市面上竞争对手方案的对比,TX值比竞争对手低了2倍以上;接收器的功耗比竞争对手低约6~7倍。 而选择了M3系列的应用,则可以实现无电池的永久续航方案。用户可以选择一种能量采集的方式,然后将收集到的能量通过换能器存储到电容、可充电电池或标准电池中。“通过我们的可控能量收集技术,只要我们收集到的外界能量能够实时地保证大于我们设备运行所需要的超低功耗,这样我们就可以实现永久续航,以及无需电池的应用场景。”David分享到。“其实起到永久续航的理论非常简单,即收集到的能量是否能够支持电池正常运行的能耗,是否能支持它的SOC的运行。” 在能耗方面,谋思科技的解决方案超越了传统的亚阈值逻辑针对单参数的调整,可以实现对于多个参数的设计。传统亚阈值逻辑的基本原理就是通过对于供应电压的调整来更好地实现能耗的消耗,但在混合的环境下对于供应电压进行二次调整的效果并不理想。在谋思科技的设计框架中,不仅仅可以调整供应电压这一换能器,还可以针对整个电流、信号摆幅乃至整个架构的选择来进行调整,从而实现多维度、多参数的能耗控制,确保最终整体功耗达到最低水平。 虽然当前市面上不乏能量收集、超低功耗蓝牙的解决方案,但谋思科技的功耗和待机表现显然做的更好,更重要的是其提供的SoC的方案集成度非常高,包含了一个设备几乎所有必要的功能模块。对于很多期望精简PCB面积、实现永久续航、快速实现产品面世的物联网设备厂商而言,谋思科技的蓝牙5.0 SoC是一个值得考虑的选择。

    时间:2020-09-29 关键词: 能量收集 低功耗 蓝牙

  • TI推出基于低功耗TMS320C5515 DSP的解决方案

    TI推出基于低功耗TMS320C5515 DSP的解决方案 日前,德州仪器 (TI) 宣布推出售价仅为 79 美元的完整信号链解决方案 TMS3230C5515 指纹开发套件,可轻松集成指纹生物识别特性,缩短产品上市时间。该高稳健性开发套件的核心电路板包含 TI C5515 数字信号处理器 (DSP)、两种使用广泛的指纹传感器(滑擦式与光学)以及优化的应用软件,从而可简化产品的创建与实施。对指纹应用开发的新用户而言,该套件可将产品设计周期显著缩减 9 至 12 个月。 C5515 指纹开发套件提供快速准确的指纹匹配功能,可充分发挥 DSP 执行指纹算法重要功能的优势,如过滤、分类及转换等。C5515 作为业界最低功耗 16 位定点 DSP,可在低至 0.15mW/MHz 的功耗下实现最佳处理性能,从而可延长便携式终端设备的电池使用寿命。该开发套件可用于创建各种便携式应用,包括物理访问控制产品(电子门锁与保险柜等)、USB 智能密钥与存储设备、PC 用户识别以及考勤监控系统等。更多信息,敬请访问:www.TI.com/c5515fdk-prprod。 TMS320C5515 指纹开发套件的特性与优势: 该套件包括: · 采用 TI 全新低功耗 C5515 DSP 的核心电路板可显著降低便携式终端设备的功耗; · 包括电源电路系统、LED 与声音指示器以及简单操作按钮的扩展电路板。该电路板还包含 USB2.0 与 RS232 端口,能够与 PC 通信; · 两种使用广泛的指纹传感器,可无缝集成于最终产品: o 一个 AuthenTec 滑擦式传感器 ATW310 o 一个 Tooan 光学传感器 OP-100R · AuthenTec 的 ATW310 是一款小型指纹传感器,能够为当前移动与访问控制设备快速进行指纹识别提供所需的高电源与高存储器使用效率; · 生产质量级演示及其 .out 文件有助于用户体验最终产品性能。该演示采用运行在 C5515 上的指纹匹配算法,经过优化可在不足 1 秒钟的时间内、错误接受率 (FAR) 低于 0.001%、错误拒绝率 (FRR) 低于 1% 的高性能下完成印迹识别(1:50 匹配),从而可确保系统可靠; · 简化的应用源代码可帮助新用户了解如何开发具有指纹特性的产品; · 硬件设计不但配套提供了原理图与 Gerber 文件,而且还可提供用户指南与应用手册等技术文档; · 该款外形极小的解决方案(核心电路板面积仅为 30×30 mm,扩展电路板面积为 70×30 mm)可充分满足移动应用的需求,而且双电路板架构可实现设计的高灵活性,使用户能够重复使用设计方案开发可扩展的产品线。 TMS320C5515 DSP 的主要特性与优势: · TMS320C55x 架构可实现出色的代码执行效率,并通过以下三个方面降低了功耗:通过双乘法累计 (MAC) 单元提高并行性、通过多路同时存取提高片上存储器的数据带宽,并支持高级 DSP 寻址特性; · 利用存储器保留、仅实时时钟 (RTC) 模式以及时钟门控等丰富的电源管理特性最大限度地延长便携式设备的电池使用寿命; · 高集成外设(包括高速 USB 2.0、3 个片上低压降稳压器 (LDO)、UART、SPI 以及 GPIO 等)与高达 320KB 的片上存储器可显著节省系统成本与电源,支持新兴应用。 价格与供货情况 TMDXBDKFP5515 指纹开发套件是一款售价仅为 79 美元的完整信号链解决方案,可通过 TI 及其授权分销商订购。该产品现已开始接受订单。 TI 拥有广泛系列的低功耗 DSP(包含从 C5000 产品系列至超低功耗微处理器的业界最低功耗 DSP)、最低功耗浮点 DSP 以及模拟电源管理解决方案,从而能够凭借应用于整个产品系列的低功耗创新技术一如既往地引领市场的发展潮流。 通过以下链接查阅有关 TI 广泛 C550x DSP 的更多信息: · C5515 指纹开发套件工具文件夹:www.ti.com/c5515fdk-prprod; · C5515 产品文件夹:www.ti.com/c5515-prprod; · C5515 产品说明书:www.ti.com/c5515-prdatasheet; · 指纹应用系统方框图:www.ti.com/c5515-prsbd; · TI E2E 社区:www.ti.com/c551x-prcommunity。

    时间:2020-09-10 关键词: tms320 低功耗

  • 无线传感器网络路由协议的节能设计

      11月3日消息,知情人士透露,备受关注的中国移动TD-LTE技术规模试验中,中国联通和中国电信也参与了该次测试,为此,中国移动采购了2000多部TD-LTE终端,但都是上网卡,手机仍未进场,要在下一阶段的测试中使用。在技术规模试验前期,工信部电信研究院在北京怀柔和顺义建立两个实验室,每个厂商都有15个小区的测试环境,这样形成11套系统,80多个基站。   后来在6个城市里,每个城市有1-2家系统设备厂商,每家厂商有110个基站,主要覆盖区域是城市商业区、住宅区、城市主干道、街道等室外场景,以及部分热点地区和室内场景。   据悉,虽然本次测试是由工信部和中国移动主导,但据悉,在测试组中,中国移动、中国电信、中国联通三大运营商都参与了,另外加上工信部电信研究院,组成测试组。   两年以来,超过3500人次参加测试,已经累计完成超过2万个测试例组合。   到目前为止,7家系统设备厂商和3家芯片厂商已经完成第一阶段测试内容,但是包括无线网络的性能,多芯片测试,室内覆盖,终端四大部分的测试,以及核心网和承载等测试。还有3家要么未进场,要么尚未完成测试。但即便如此,按照原计划,第一阶段的测试算告一段落,目前还在评估阶段。   关于终端,据悉,中国移动已为此采购2千多部终端,用于规模试验,但这些终端都是上网卡,而且是比较简单的单模芯片。实际上,已有厂商研发出来了LTE/TD双模芯片,但还未进场测试。

    时间:2020-09-09 关键词: 传感器网络 路由协议 低功耗

  • 移动电话的低功耗高音频设计

      在今天的移动电话市场中,更高的音频质量和更大功率的扬声器,不仅要求系统带有更先进的数据转化器,而且给以锂电池为电源的设计带来了巨大的挑战,这需要欧胜提出了采用“音频中心(audio hub)”的设计思路,来帮助移动电话设计师解决这些问题,并降低成本和简化系统设计。   高品质音频的机遇与挑战   在传统的移动电话设计中,仅需要一个单声道的扬声器来播放铃声,它可能每隔几小时才需要播放几秒钟。但最新型号的多媒体移动电话可能支持电影回放、移动电视、游戏和其它多媒体功能,并在系统的设计中开始采用立体声扬声器,所以系统的设计不仅要考虑音频转换器,而且还需要将低功耗技术与之实现结合。   但是,立体声扬声器要求的电能是单声道扬声器的两倍,而且需要在一个很长的时间段内一直保持工作状态。一个持续10分钟的电影片断在立体声扬声器上消耗的电池能量是10秒单声道铃声的120倍。现在的消费者也在期望更高的音量,1W输出功率的扬声器现在已是相当典型的要求,而这对电池能量提出了更高的需求。   在手机上增加功能通常要增加电路,在手机体积不断缩小的今天,这意味着留给电池的空间比以往任何时候都要小。由于要求在使用尽可能小的电池的同时在手机上增加更多的非常耗电的音频特性,手机设计师不得不仔细地检讨手机上每一个耗电的原因和低效率问题,以在每一个可能的地方节省电池能量。这一对更长电池寿命的要求正在推动采用D类功放技术的趋势,D类功放能够消除音频电路中最大的低效率源。   不断缩小的整机尺寸也正在推动混合信号音频功能的集成,但这一集成也带来了新的挑战,因为既要改善音频质量,又不能增加功耗或要求额外的外部元件(如稳压器或无源元件)。新一代‘音频中心’器件正在逐步解决这一复杂的设计难题,同时解决了改善音频质量、将工作和待机模式时的功耗降到最低、并缩小PCB面积和元器件数量。   音频中心应运而生   移动电话等便携式多媒体设备通常含有一些采用不同数据格式的模拟和数字音源,这些音频流在通过不同的变换器(如小功率扬声器、大功率扬声器和耳机)输出到真实世界之前必须进行转换和适当的混合。为了节省空间、削减成本和降低设计复杂性,将这些音频处理功能全部集中到一个器件(即‘音频中心’)上肯定是有益的。   数字数据源也能以不同的数据格式、字长和样本速率存在。由于电话使用模式通常仅要求音频中心处理单声道8kHz PCM格式数据,因此集成数字音乐回放功能要求音频中心器件处理不同的样本速率、字长和数据格式(如立体声16位44.1kHz I2S数据)。音频中心上一个灵活的数字音频接口和时钟方案再加上Hi-Fi质量的数据转换器,可使得在手机上实现数字音乐播放功能不再需要额外的混合信号元件。   音频中心必须能够连接具有不同幅度、源阻抗、DC偏置和带宽的模拟信号,如FM接收机、麦克风、发送/接收语音数据、铃声或Hi-Fi线路输入。灵活的输入配置能够为在不同系统架构中的这些不同信号特性提供支持,而且同时最小化引脚数、节省空间和降低成本。   在音频中心的模拟域中混合能够消除样本速率转换困难,而且灵活的混合通道能够促成新的应用特性的出现。像WM8983和WM8985这样的器件允许对麦克风输入、数字音乐、FM接收器和接收的语音数据进行任意的混合,并提供重新数字化这一混合音频的功能,这可促成如卡拉OK录制等功能的实现。   音频中心的节能电源设计   上述的信号链上针对各音频功能的电源要求是音频中心器件中最不同的,一般有3到4个独立的电源域,每个域都有自己独特的电压/电流要求和噪声特性。音频中心器件需要进行非常小心的设计才能在这些电源的不同局限下工作。在不牺牲音频信号质量的前提下将功耗降至最低,是在合理降低电池寿命的前提下为便携式设计提供Hi-Fi质量音乐的关键,每个电源域必须使用不同的省电技术。   由于降低数字部分电源电压不会影响音频质量,数字内核将采用尽可能低的电压以节省电能。使用这些低电压的DC/DC转换器与线性稳压器相比可大幅提高功率转换效率,DC/DC转换器的高频率开关引起的电源纹波可以更容易地采用数字电路来加以抑制,而一个模拟块需要一个稳定的电源电压来使得噪声水平尽可能地低。   以类似的方法,采用低电压的数字I/O缓冲器电源将消耗更少的功率,而且音频质量将不会受到影响,尽管由于一些实际的原因这一电源电压有时要高于数字内核的电源电压(例如,为了保持相互通信的器件之间的信令电压水平的一致)。   而与数字功能不同,模拟信号处理元件(如ADC、DAC、混频器、放大器和麦克风接口)对噪声非常敏感。信噪比可通过提高模拟电源电压而改善,但代价是功耗增加了。系统设计师必须根据他们自己的音频质量和功耗目标做出合理的折衷。   维持一个稳定而干净的模拟电源对预防电源噪声降低音频质量也很重要。尽管良好的设计和差分技术能够改善电源抑制比(PSRR),但通常采用一个高PSRR的线性稳压器为音频中心上的模拟电路供电。在稳压器的输出电压和最小输入电压之间有一个足够的裕量也很重要,这可在电池放电时维持高的PSRR水平。在便携式音频应用中2.7V和3.0V之间的模拟电压是相当典型的。   音频中心上模拟电路省电的最有效策略是提供灵活和粒状电源管理控制,从而那些对某一给定的应用情景而言不是必要的电路就可以被关掉。例如,大多数音频中心至少在片上有2个ADC和2个DAC,但语音录制功能仅需要使用一个ADC,PCM语音通话需要一个ADC和一个DAC,MP3播放需要使用两个DAC。   只要在某个特别的电路里有功耗和音频质量折衷问题,就可以采用低功耗模式,这样当质量要求降低时(如在语音通信时),性能也可以适当地降低以节省电力。随着音频中心器件复杂性不断增长以匹配不断增加的手机性能,可能的器件配置数量也在增长,不同块的低级别控制变得必要起来以避免浪费功率。   高品质数据转换器与D类驱动器相结合   传统的AB类扬声器驱动器通常本身消耗的功率要大于它们传送到扬声器上的功率,这降低了电池寿命并可能会导致器件本身过热。D类扬声器驱动器—— 扬声器驱动器使用的技术到目前为止是影响总体效率的最大因素。   例如,一个每通道提供1W功率的效率为40%的立体声AB类扬声器驱动器至少需要从电池中消耗5W的功率,其中3W转变成热在该器件上耗散掉。在一些应用中,所有其它与音频相关的功率消耗与此相比要低两个数量级,这使得扬声器驱动器成为低效率和不必要电池功率消耗的主要源头。D类扬声器驱动器正越来越多地用于提升效率、延长电池寿命和简化热管理问题,过多热量会限制设备功能和增加成本。   在支持电影回放、游戏或其它多媒体功能的便携式应用中,扬声器需要在一段很长的时间内保持工作状态,D类技术在延长电池寿命方面是非常有效的。即便是直到最近扬声器的工作时间(如在播放铃声时)还一直相对较短的手机,现在也开始支持扬声器和多媒体流功能,这些功能需要更长时间地使用扬声器驱动器。因此,D类放大器在手机设计中正越来越多地取代AB类放大器。   爆裂声和滴答声抑制——在音频电路设置期间产生的听得见的爆裂声和滴答声会降低用户的使用体验,而且在系统开发期间常常也花费巨大的努力去消除这些噪音。集成了爆裂声和滴答声抑制电路的音频中心器件能够进一步缩短开发时间和提高能感知到的音频质量。有趣的是,免受爆裂声、滴答声和其它不愉快噪音的高质量音频也具有提高视频图像质量的效果。   总结   通过高品质音频编码解码器与D类放大器技术相结合,在延长便携式多媒体设备的电池寿命方面是非常有效的,它允许新的功能(如游戏和TV流)工作更长时间。高级别的硅集成度提供了更小的PCB面积和元器件数的明显好处,但随着Hi-Fi音频变得更加重要,以前对仅设计用于语音通信的手机来说优先级不是很高的其它挑战,现在也必须加以解决。         经过精心设计的音频中心器件能够将数据转换器和电源管理等功能集成在一起,以更小的形状因子和更长的电池寿命为用户提供Hi-Fi音频和更多的手机功能。对手机设计师来说,易用性、更少的元件数和灵活的电源管理性能等额外的好处是采用这些器件的主要依据。   更高的集成度可为终端用户提供真实的好处,但必须一直保持对音频质量的关注。混合信号设计师必须在整条信号链上维持音频质量,并牢记手机电池的局限性。凭借良好的设计,一个更佳的音频体验不一定会产生额外的功耗或要付出很多附加元件的代价。

    时间:2020-09-08 关键词: 移动电话 音频 低功耗

  • 低功耗便携式射频巡更读写器设计

    低功耗便携式射频巡更读写器设计

      本文介绍一款便携式巡更机(射频读写器)的设计。该读写器主要由MCU、射频IC卡读写模块、天线及USB通信接口等部分组成。为了方便对巡更情况的实时记录,系统采用了具有时间基准功能的时钟芯片。   随着近年来智能小区、智能大厦的迅猛发展,巡更系统将有着广泛的应用前景。手持式读写器的主要开发指标包括微型化、低功耗、便携式及方便的数据传输接口。   读写器总体设计方案   便携式IC卡读写器主要由电池供电。由于读写器不断发射无线电波,功耗较大,所以必须从每一个细节来考虑如何降低功耗,从而尽可能地延长电池的使用时间。硬件上采用低功耗设计,如低功耗器件、低压、模块化供电等;软件上采用规模化设计,尽量减少处理器的工作时间,使其处于低功耗运行模式。   读写器的设计要达到以下要求:具有自检功能,开机时能首先自检设备有无故障;能够准确、快捷地读取非接触式IC卡内的信息;具有声光报警电路;电池直接供电,可由3节AA镍氢电池供电,开机静态电流不大于10mA,工作电流不大于40mA;具有USB通信接口;体积小,成本低,性能稳定可靠。   系统功能概述   根据不同场合对巡更系统的要求,需要及时了解巡更人员巡逻的情况,以确保小区、商场、铁路沿线等场合的安全。   因此,本系统应具有以下功能:在确定的巡更线路上安装一系列代表不同点的射频卡,到达各点时巡更人员用手持式巡更机靠近巡道检测点,把代表该点的卡号和时间同时记录下来;巡更完成后巡更机把采集到的信息通过USB接口芯片存储到U盘中或直接传给计算机软件处理。   系统硬件设计      图1 便携式射频读写器的原理框图      图2 主控模块电路原理图   2 射频模块设计   读写模块是射频IC卡与外界通信的媒介,读写模块连接着的天线与IC卡线圈产生共振,进行数据传递,完成读写模块与卡之间的通信。本设计使用的 FM1702N支持13.56MHz频率下TYPE A 非接触通信协议,它是与非接触式IC卡实现无线通信的核心模块,也是关键接口芯片。它根据寄存器的设计对发送缓冲区中的数据进行调制得到发送的信号,通过由TX1、TX2引脚驱动的天线以电磁波的形式发出去,IC卡采用RF场的负载调制进行响应。天线拾取IC卡的响应信号经过天线匹配电路送到RX引脚,FM1702N内部接收缓冲器对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理。处理后的数据发送到并行接口由MCU读取。   3 天线设计   为了与非接触式IC卡进行通信,读写器必须有能发射和接受射频信号的天线。可以针对不同的应用设计不同大小和形状的天线。天线设计具体步骤为:设定读写器工作环境,优化读写器与应答器之间的耦合系数,确定天线线圈和电容。   非接触式IC卡天线利用电感耦合产生磁通,磁通用来向应答器提供电源,并且在两者间传输数据。因此对读写器天线的构造有以下几个基本要求:使天线线圈的电流最大,用于产生最大的磁通量Φ;功率匹配,以最大程度地利用产生磁通量的可用能量;足够的带宽以无失真地传送数据调制的载波信号。   4 蜂鸣器驱动电路设计   蜂鸣器是在每次读卡操作不成功的时候发出报警指示音。由于MCU的I/O口驱动能力有限,一般不能直接驱动压电式蜂鸣器,因此选用一 PNP 型晶体管组成晶体管驱动电路,MCU I/O口(P3.4)输出经驱动电路放大后即可驱动蜂鸣器。本设计选用蜂鸣器的工作电流为10mA,其驱动电路如图3所示。      图3 蜂鸣器驱动电路   5 时钟电路设计   实时时钟采用低功耗的CMOS实时时钟/日历芯片PCF8563实现,PCF8563提供一个可编程时钟输出,一个中断输出和掉电检测器,其所有地址和数据通过I2C 总线接口串行传递(由STC89LE58R的P1.6和P1.7构成模拟I2C串行口)。时钟电路主要是采集实时时间,以便进行实时跟踪记录。同时考虑到PCF8563为实时时钟芯片,在没有外接电源时仍然要求连续供电,以保持时间的准确无误。所以,该部分电路还加了掉电保护功能。   6 通信接口设计   本系统采用USB进行通信,USB接口芯片采用的是CH375,支持HOST主机方式和SLAVE设备方式。在USB主机方式下,CH375提供了并行和串行两种通信方式,本次设计中采用并口通信方式,通过8位被动并行接口的D7~D0、RD、WR、A0、CS直接挂接到MCU的系统总线上,电路连接简单。CH375内置了处理海量存储设备的专用通信协议的固件,所以读写器系统的MCU可通过CH375按照相应的USB协议与USB设备通信,可将U盘作为可移动的大容量存储器,无须详细了解USB通信协议,便可能数据进行读写操作。   系统软件设计   系统软件设计主要分为三部分,即对FM1702N的应用程序设计、USB接口程序设计和主程序设计。   读写器从休眠中被唤醒后进行卡探测,如果有卡或有通信请求,就进行读卡、写记录、通信等正常的工作过程,工作结束就进入休眠。如果无卡,就直接进入休眠状态。唤醒脉冲固定500ms一次,正常工作状态时,屏蔽唤醒中断。所以终端在无卡状态下,每间隔500ms被唤醒一次,进行卡探测。卡探测的时间就是电流的主要消耗时间,因此缩短卡探测的时间是很关键的。本设计的系统卡探测时间为2ms,这样,终端在无外界干预的情况下实现卡探测,功耗很低。在无卡状态下,每个500ms循环中,有2~3ms处于工作状态,瞬态最大电流为40mA,有497~498ms处于休眠状态,电流只有几个微安,总体平均电流为 50μA,从而达到手持式终端的低功耗的要求。   MCU采用C51语言编程,系统软件流程图如图4所示。      图4 系统软件流程图   读写器的功耗测试结果   当对设计好的系统进行实际测试时,经常发现功耗并不像理论上计算的那样小。此时,首先要分清电能主要是MCU本身消耗了还是I/O引脚驱动外围电路消耗了。最简单的判断方法是分别测出MCU电源输入引脚的电流和MCU接地引脚的电流,只有当两者的数值基本相等时,整个系统的功耗最低。可从以下几个方面进行分析:所有输入引脚不能悬空。如果悬空的将使得数字输入缓冲区产生切换电流,从而增大功耗。所有未用的引脚设置为输出,并设置为固定的高电平或低电平。如果MCU电源输入引脚电流和接地引脚流出电流不相等,则I/O引脚一定输出或吸收了电流,应该仔细查找输出或吸收电流的I/O引脚并采取的措施以降低功耗。检查是否所有片上的外围电路都给关闭了,否则外围电路会消耗额外的电流。   本设计的测试结果如下:待机电流为7mA,在读写 IC卡时电流为38mA。读写器的功耗和输入电压密切相关,输入电压升高,读写器的功耗也相应加大,所以合理选项用输入电压很重要。若以3节5号镍氢电池供电,读写器可连续工作半年以上。对设计实现的读写器进行测试,结果表明:一般环境中可在0~8cm范围内寻到IC卡;读写距离为0~4cm,正常完成各项工作设计功能,运行稳定,基本达到了技术指标要求。   然而,本次设计在很多方面需要改进,例如,可为读写器加上LCD显示,加装键盘;本设计没有考虑到上位机的软件设计问题;应用程序可以进一步的优化,以提高程序的执行效率。

    时间:2020-09-08 关键词: 射频 便携式 读写器 低功耗

  • 便携式电子产品低功耗电路的设计技巧和分析

      日本富士通集团于2012年7月11日宣布将在广东省成立“信息通信技术产业应用实验室”,推进云计算、物联网(M2M)等先进技术的应用研究及验证试验,为广东省的政府机关和企业等应用信息通信技术提供支持。   当天,富士通与广东省经济和信息化委员会达成共识并签订了协议。富士通将于2012年度下半年在广东省的子公司厂区内建设信息通信技术产业应用实验室,具体地址将在今后商定。初期规模为几个人。   广东省政府正在推进“加快产业结构调整和升级”工作,富士通将通过提供信息通信技术应用支持,为广东省强化制造、流通等行业的竞争力、建设安心安全城市及充实公共服务做出贡献。   富士通计划通过这项举措,进一步扩大其在中国的业务。

    时间:2020-09-08 关键词: 便携式 低功耗

  • 低功耗无线检测技术进一步刺激物联网发展

    低功耗无线检测技术进一步刺激物联网发展

      与传统有线检测系统相比,低功耗无线技术正在使传感器网络的成本大幅降低,并为采用有线方法根本不可能实现的传感器网络提供了实现的可能性。低功耗无线传感器网络(WSN)标准,尤其是采用时间同步通道跳频(TSCH)技术的网格架构,使网络中的所有节点都能靠电池或收集的能量工作,而不会牺牲可靠性或数据吞吐率。这使应用开发人员能自由地将传感器放置在任何地方,而不仅是有电源可用的地方,但是无论在哪里,应用都需要传感器数据。在高度可靠的低功耗 TSCH WSN和能量收集领域,凌力尔特(包括Dust Networks产品部)已经走在了技术创新的前列。这些技术齐头并进,可为那些部署电池更换需求量极少(如果有的话)之系统的应用开发人员提供更多的机会,从而进一步降低部署无线传感器的寿命成本并刺激物联网(IoT)的发展。   ON World 2012年进行的一项研究显示,WSN的两个属性对工业客户最重要:可靠性和低功耗(图1)。成本在研究结果中排在第三位。如果不解决可靠性和功耗问题,成本就不会是客户优先考虑的问题。      图1:被认为重要的WSN属性br》SaTIsfacTIon:满意度   Importance:重要性   Data reliability:数据可靠性   Cost/affordability:成本/可负担能力   Battery lifeTIme:电池寿命   Dust Networks多年来一直研发TSCH,客户已采用了数千个Dust产品,根据Dust Networks的丰富经验,很显然,精确同步的时隙、通道跳频和超低功耗无线电相结合,能实现功耗最低、最可靠的WSN。由于这种对低功耗的专注,所以所有节点都能靠低成本电池工作很多年,也为使用各种能源提供了可行性,其中包括能量收集电源。   低功耗无线电   IEEE 802.15.4标准为WSN提供了卓越的无线电平台。IEEE 802.15.4标准定义了一个2.4GHz、16通道扩频低功率物理(PHY)层,许多IoT技术就是以该物理层为基础构建的,包括ZigBee和 WirelessHART。另外,该标准还定义了一个媒体接入控制(MAC)层,其为ZigBee的基础。然而,这个MAC的单通道本质使其可靠性不可预测。为了改善可靠性,WirelessHART协议(又称为IEC62591)基于15.4 MAC定义了多通道链路层,以实现高可靠性(》99.9%),工业WSN应用就是需要这样的可靠性。在2012年初,称为802.15.4e的新版 802.15.4 MAC获得批准,这个MAC包括多通道网格和时隙。符合802.15.4的无线电之典型功率输出大约为0dBm,同时发送和接收电流范围为15mA至 30mA。0dBm时同类最佳发送电流为5.4mA,同类最佳接收电流为4.5mA(基于凌力尔特的LTC5800)。   时间同步使节省功率和通道跳频得以实现   最初的802.15.4 MAC要求在网格网络中发送来自相邻节点信息的节点始终保持接通,而仅发送/接收自己数据的节点(常称为“精简功能节点”)可以在发送之间休眠。为了使网络中的所有节点都成为低功率节点,节点之间的通信必须排定时间,而且在网络中必要拥有一个共同的时间感。同步越严格,路由节点无线电必须处于“接通”状态的时间就越短,这最大限度地降低了功耗。在多跳网格网络中,同类最佳的TSCH系统在几十微秒时间内同步所有节点。一旦网络中有一个共同和准确的时间感,而且针对网络中节点之间的两两传送有一个时隙安排表,那么通道分配就可以纳入该时间以实现通道跳频。   通道跳频减轻了干扰和多径衰落   无线通道本质上是不可靠的,很多现象可能使所发送的数据包无法到达接收器,随着无线电功耗降低,这种情况可能恶化。多个发送器同时通过同一频率发送信息时就会发生干扰。如果这些发送器相互之间接收不到对方的信息,但是接收器能接收到所有发送器的信息(“隐藏终端问题”),那么这种干扰尤其成问题。人们需要延时、重发和确认机制来解决冲突问题。干扰可能来自网络的内部、工作在相同无线电空间中的另一个类似的网络、或者来自于某种同频段工作的不同无线电技术,这在Wi-Fi、Bluetooth和802.15.4技术共用的2.4GHz频段中是一种常见现象。

    时间:2020-09-04 关键词: 物联网 无线检测 低功耗

  • 低功耗SensorTag蓝牙智能套件解决设计难题

    低功耗SensorTag蓝牙智能套件解决设计难题

      CC2541 SensorTag 是首款蓝牙智能开发套件,专门用于无线传感器应用,同时也是唯一面向智能手机应用开发人员的开发套件。SensorTag 可用作各种智能手机附件的参考设计和开发平台。TI 使用基于 CC2541 的 SensorTag 简化并加快了蓝牙低耗能应用的开发。SensorTag 将所有的常用传感器集中在一块单板上,可快速进行评估和演示。SensorTag 可与 TI 的 TPS62730(降压转换器)协同工作,包括 TI 的 TMP006 IR MEMS 温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速计、回转仪和磁力计。SensorTag 的多功能性意味着无限的应用可能性,其中包括健康与健身、医疗、教育工具、玩具、远程控制、移动电话附件、邻近和室内定位等领域的应用。CC2541 SensorTag 套件将蓝牙低能耗应用开发的设计时间从数月缩短到数小时,且无需嵌入式软件的设计知识。SensorTag 预编程有开始开发智能手机应用所需的 FW,并且 TI 在应用商店里提供了 SensorTag 应用,方便开发人员获取所需的工具和软件示例。   SensorTag 现在支持 iBeacon™ 技术   SensorTag 现在支持 iBeacon 技术,iBeacon 可用于在智能手机或平板电脑上定制定位应用:定位功能可供许多零售店、博物馆和餐厅用于向用户显示相关信息。iBeacon 技术可集成于移动应用附件、资产追踪器、家庭自动化系统、警报和安全系统、销售点器件、汽车、工业应用以及广泛的消费类电子产品和电器。有关如何结合使用 Sensortag 与 iBeacon 的更多信息,请观看下方视频部分中的视频或访问 SensorTag Wiki。可以作为一个供电接口,但不能作为uart口(sensorTag固件是没有串口程序的)。即使是供电也需要焊接增加如下图的连接件。      从蓝牙4.0开始,低功耗蓝牙(BLE)的协议开始逐渐取代ANT协议,它允许用比较低的速率传输数据,同时功耗也更低,电池寿命得到了很大的提升。特别是从iphone 5到Android 4.3都开始包含低功耗蓝牙(BLE)的协议栈,这样就代表了后面主要的智能手机都会支持低功耗蓝牙的标准。包括医疗器械、鼠标、键盘,手机控制的玩具,以及灯具,汽车电子等越来越多的客户开始将把低功耗蓝牙放到产品里去。由于驱动已经包含在操作系统中,用户不再需要找蓝牙芯片厂商提供相应的驱动,或者自己来做驱动开发,对于蓝牙开发者来说,这节省了大量的时间。      低功耗蓝牙针对的不同市场   尽管低功耗蓝牙拥有很多优点,但对于大多数厂商来说,如果自己要开发低功耗蓝牙产品的话,要面临很多显现实的问题,包括:   1.自己开发IOS、Android的APP需要花费大量时间。2.很多客户对于天线设计部分没有太多经。3.低功耗蓝牙无法支持大数据的传输,也无法兼容传统的蓝牙协议。   针对以上的情况,德州仪器(TI)近日推出了一款简单易用BLE的开发工具SeneorTag给客户,希望能帮助客户和应用开发者解决以上问题。SeneorTag 实际上是一款整合了多种传感器以及低功耗蓝牙芯片CC2541的开发板。通过SeneorTag,TI提供完整的硬件参考设计、APP参考设计(可以在 IOS、Android市场直接下载)、还有开发工具包。可帮助开发者进一步的缩短研发周期,不需要花很多时间来进行软硬件设计。另外TI还提供软件的完整代码,供应用开发者进行定制化开发。另外在CC2541上,许多的软件都已经做好,不管是跟传感器的连接上面,还是蓝牙的协议栈,都是在IC里面。所以用户不需要花太多时间在软件部分,只需要花多点时间在APP设计上。      SensorTag开发板,让低功耗蓝牙产品开发更简单   针对客户的不同需求,TI可以不同的解决方案。以前一般软件升级都是把USB接到PC上升级,现在TI可以通过蓝牙无线升级,这个好处是在设计上可以做到更轻薄,也可以做防水。但是USB还有一个供电的功能,所以TI还可以提供一套无线充电的解决方案。针对兼容性和数据传输量的问题,TI提供不同的解决方案。如果软件升级是简单的数据的话,TI提供低功耗蓝牙的方案;如果是比较大数据的传输,TI也可以提供CC2560双模蓝牙,就是普通的蓝牙和低功耗蓝牙都支持。基本上目前最新的旗舰智能手机都是双模的,内置蓝牙4.0协议栈,之所以用双模就是要跟以前的蓝牙产品进行连接,兼容性和传输速率、功耗可以兼顾。除了不同蓝牙版本之间的兼容性,对于不同厂商之间的兼容,SeneorTag已通过蓝牙技术联盟的认证,通过调试已完美支持多款上市旗舰手机。   此外,近年来各种传感器的应用层出不穷,手机、平板和各种可穿戴式设备中也开始集成越来越多的传感器。SeneorTag中包含了温湿度、红外、压力、加速、指南针等传感器。通过集成不同的传感器,可以满足客户不同的需求,客户也可根据不同的需要选择减少某一类传感器。这块开发板可以通过低功耗蓝牙跟IOS和Android的产品连接,它的好处是可以让用户很方便、快速的设计一些利用传感器的应用。再通过低功耗蓝牙跟不同的产品连接起来,通过APP把数据传输到手机或者平板上面。   CC2541提供低成本的解决方案   CC2541是一款单芯片SOC,除了低功耗蓝牙,还包括一个8051的8位MCU。用户可以直接在CC2541上运行MCU代码。在无线传输性能上可以做到97dBm。此外,这个IC是6*6 QFN封装。由于采用的低功耗蓝牙,在电池使用寿命上可以超过1年。从XX的参考设计来看,CC2541成本也很低。      CC2541可针对不同使用场景实现主从关系的切换   CC2541的另一个好处是,在低功耗蓝牙的部分可分为主从关系。手机和手表等周边设备可以根据不同的使用场景变换主从关系。比如手机跟手表连接的时候,手机是主,手表是从;但当手表跟其它传感器连接的时候,则以手表成为主。

    时间:2020-08-31 关键词: 智能硬件 智能蓝牙 低功耗

  • 细数物联网领域前进道路三大挑战

    细数物联网领域前进道路三大挑战

      物联网已然变得非常流行,各种连接到因特网以及互相连接的电子设备构成了物联网的世界。物联网所涵盖的范围之广着实令人吃惊——从智能消费电子应用和车辆到可穿戴设备领域的几乎所有事物,而且覆盖范围由于移动应用的爆炸式增长还将大幅扩大。这些产品以及衍生出的生态系统将改变人们的日常生活。对于个人消费者来说,物联网能够让人们以更低的成本、更高的效率处理日常事物,使得生活更加安全,甚至还能使人们的生活变得更加健康。对于商业领域来说,物联网将为自动化、能源效率、资产追踪和库存控制、物流和定位、安防、个人追踪以及资源节约领域带来极大的变革。      图1:物联网将多个生态体系整合到一起。   构成物联网生态体系的应用涵盖智能家电(如冰箱、烤箱和HVAC系统)和汽车到可穿戴设备领域。尽管它们可能在应用形式和使用方法上并不相同,但上述应用领域具备四项关键的共性:感知、数据收集、互连和数据处理。本质上来说就是物联网设备能够感知事物,然后收集感知到的数据,最后这些数据将通过因特网传输至另外的设备或地点,进行处理或分析。物联网生态体系中的大多数设备由电池供电,并且必须在没有维护或替换的情况下工作数年。如果仅使用单个电池而要提供长时间的服务,这些设备的功耗就必须要尽可能降到最低。还有一些物联网设备将通过外部来源供电,即能量收集。在上述两种情况中,高效节能对于发挥物联网的潜力,造福大众生活来说都是至关重要的。   实现高效节能:物联网领域的主要挑战   物联网本身是一个很大的概念,能够彻底改变社会生活和人们的工作。实际上,物联网应用的开发正在诸多领域中进行着。在不远的将来,很多事物将和现在的看起来不一样,而且这还不是仅仅局限于消费电子领域。想象一下,像Nike FuelBand 一样通常需要8、9 个元件的可穿戴设备在3 到4 年后可能只需1 个元件,而且价格也会变得更加便宜。      图2:如何降低功耗、减小尺寸、缩减成本是物联网领域的主要挑战。   消费者对于更小、更轻薄设备的需求不断推动这种趋势,特别是在可穿戴设备领域。“摩尔定律”中所预测的大约18 个月左右晶体管数量就会激增这一情况使得这种趋势变得更加复杂。将8 到9 个元件减少到1 个需要高度的集成。不仅如此,当您将更多的功能集成到单个芯片上时,相应地必须要添加更大的存储器,这反过来也会增加功耗,而这点并不契合物联网设备追求更低功耗的需求。   在未来几年里,物联网将为我们提供非常卓越的用户体验。它将提供更好的互连,更简单更方便,并且是“永远在线”的,或者说给用户带来的体验是“永远在线” 的。倘若物联网设备能够“永远在线”,始终待命并执行用户的指令,那就无需摁一下按钮激活设备这种操作了。可穿戴的健康追踪设备是看得见的例子。它每天都记录用户的心率、全天的睡眠/活动时间。未来的物联网设备也需要实现类似的“每周7 天,每天24 小时”的工作。智能感知和大数据分析此时就会变得非常重要,通过更加智能的数据获取并且以更大的数据集进行处理,那么根据需求获得的动态趋势或重要项目就能够最快地得到确定并执行。这里不得不再次提醒,高效节能仍然非常关键,因为数据收集会增加功耗,存储器存储数据同样如此。   克服挑战   实现对于物联网设备至关重要的高效节能,使得设备仅需单个电池就能运行数年并不简单。这需要使用低功耗元件以及更加高效的电源系统。同时,架构和芯片本身也需要进行改变。现在,物联网领域各个方面的设计都集中于如何尽可能实现高效节能。对于智能手机来说,这意味着数量级的提升,不会一夜之间就实现。这种提升需要通过几代产品一步一步实现。      图3:物联网领域的方方面面都要求高效节能。   相较于仅基于处理器的元件,使用先进的工艺技术和已有的速度/功耗灵活性来扩展其产品功耗优势。利用集成的半导体器件和软件解决方案,能够实现能源效率数量级的提升。物联网是一个引人注目、非常有前途的领域,能够改变人们日常生活的方方面面。现在物联网领域已小有成就,但是发展空间还十分巨大。想要完全发挥物联网的潜力,就要把物联网生态体系中的设备变得更小更便宜,此时更高度的集成就变得至关重要。它还要求设备开发工程师能够为用户带来“永远在线”的体验,并找到新的方式来更加智能地感知和分析设备捕捉到的数据。

    时间:2020-08-31 关键词: 汽车电子 物联网 低功耗

  • 基于nRF51系列蓝牙智能SoC的HomeKit解决方案

      CSR公司日前宣布推出CSRatlas7™ ,这是一款面向汽车制造商的高度集成的低成本预装影音解决方案,旨在帮助整个行业应对复杂性的挑战并满足其对互操作性的需求。通过将娱乐信息系统、连接及定位功能整合到车载应用的一个系统解决方案(SoC)当中,CSR将以往只存在于高档汽车的卓越功能以较低成本扩展至入门级及中档汽车。同时,CSR还宣布推出集成了软硬件平台的tuneX®,可提供极具成本效益的软件定义无线电(SDR)解决方案,它标志着CSR正式进入车载收音机调谐器前端市场。   CSR业务部高级副总裁Anthony Murray表示:“车主期望仅通过一键便可安全地掌控驾驶过程中的方方面面,无论是音乐播放、通信还是胎压监测、车内照明。实现这一需求的挑战在于借助单个即用型车载解决方案实现大量连接功能。CSR凭借其在车载连接、定位及车载娱乐信息系统领域多年的深厚经验,积极与汽车制造商紧密合作,成功推出了CSRatlas7与 tuneX解决方案,从而可为业界提供更高的配置能力和灵活性。CSR还提供多款集成式平台,可与汽车其他功能部件实现安全的无缝协作,有利于降低物料成本并加快产品上市进度。”   面向车载娱乐信息系统的CSRatlas7平台   作为成熟的CSR车载SoC产品系列的新成员,CSRatlas7的设计初衷在于满足当今联网消费群体对复杂的娱乐信息系统的需求。该应用处理器采用双核CPU与GPU架构并配备多种集成外设,包括Bluetooth®、软件定义无线电(SDR)、GNSS基带、音频数字信号处理器(DSP)以及高品质音频编解码器组件。   CSRatlas7可提供一系列高级的娱乐信息系统功能,使消费者能够通过音响系统使用全新车载娱乐信息系统与导航应用构成的大规模生态系统,进而获得高度灵敏且无缝的车内体验。例如:通过集成已获广泛应用的CSR aptX®音频编解码器,可提供高品质无线音频流媒体传输;为了确保导航功能的高度可靠性,它采用CSR SiRFDrive® 技术以便提供更高的定位精度用于辅助智能手机导航应用软件。   该成套软硬件解决方案配备大量差异化软件栈,其中包括:用于外部设备与车载娱乐信息系统之间多媒体传输的CarPlay™与Mirrorlink™;帮助免提设备输出高品质通话的cVc®;配有支持全球所有无线电技术标准的tuneX® 前端的SDR解决方案。此外,该芯片组还集成了被认可的软件包,可帮助娱乐信息系统解决方案提供商极大地降低复杂度。   iBiquity Digital首席运营官兼AM/FM 音频与数据广播HD 无线电™技术开发员Jeff Jury表示:“我们很高兴CSR公司能够成为我们HD无线电合作伙伴大家庭中的一员,CSR是车载领域解决方案领先供应商。随着HD无线电广播技术的逐渐普及,类似于CSR Atlas7平台的集成式解决方案将能够确保消费者在他们购买的新车中获得绝佳的车载娱乐信息体验。”   新型tuneX引脚兼容前端调谐器芯片   CSR业务部高级副总裁Anthony Murray表示:“tuneX系列产品借助单一的全球性硬件平台便可实现软件的‘区域化’与差异化,从而为OEM厂商提供更高的配置能力、灵活性及便携性,并为消费者提供面向未来的无线电广播。这种硬件与SDR软件的组合使得tuneX完美适用于车载收音机、影音系统、娱乐信息系统、接收盒及智能天线应用。”   tuneX引脚兼容前端调谐器芯片具备领先的射频性能,可支持AM/FM、DAB、T-DMB、DRM 及 HD Radio™等所有无线电标准,因而无需OEM厂商针对各个区域开发专属硬件。   当前市场上的车载收音机根据地域差别采用多重数字广播标准,因而必须进行本地化转换。采用tuneX解决方案,其区域化与差异化在软件单元中即可完成;同时,尽管处理过程是在SoC的RAM与闪存系统中进行,但其解调却由硬件单元转移至软件单元中执行,因而无需配置专属车载无线电处理器。这进一步简化了开发、认证与采购流程,有利于OEM厂商推出差异化无线电产品并在前端开发时及时调整性能参数,从而降低SDR车载无线电产品的成本。   tuneX配套软件可为OEM厂商提供更大的灵活性,方便他们调整性能、新服务现场升级新功能或补丁,并在未来添加更多功能,从而为消费者提供具备可升级软件及高度可配置且面向未来的车载收音机。   tuneX的另一个优势在于,当其由单个调谐器转换成多个调谐器概念时,支持同步信号接收且具备可扩展性。当用户选择更换到另一个无线电广播频道时,tuneX会充分利用系统内存。一旦双调谐器或组合调谐器方案同步接收到两个或更多无线电广播标准,所接收信号便会存入软件音频缓冲区,同时,用户可立即融合各频道信号并输出无明显延迟的音频。   tuneX前端芯片或tuneX软件解调器既可以单品方式购买,也可与安装于新近推出的CSRatlas7™ 平台上的全集成无线电软件包搭配购买。它还可用作第三方平台的协作解决方案。   CSR atlas7 产品信息   CSRatlas7主要功能特性 (车用级CSRS3703 BGA ):   · 双核Cortex A7   · 车载控制器Cortex M3   · 8/16位DDR3/DDR3L支持   · 高级3D图形加速器   · 1080p 全高清多格式视频解码器   · 蓝牙 4.2规范   · 软件定义无线电解调器和加速器   · 多卫星GNSS引擎   · 集成式音频数字信号处理器(DSP)   · 多通道音频编解码器   · AEC-Q100 3级标准   tuneX产品信息   硬件前端主要特性包括:   · 三类前端产品满足全球多种标准需求   o tuneX AM/FM:AM、FM、WX、DRM及HD   o tuneX DAB:DAB   o tuneX Hybrid:AM、FM、WX、DRM、DAB及HD   · tuneX 前端芯片提供一条数字数据流   o 提供灵活的数据输出接口与应用处理器交互,包括SDIO / JESD204B / I2S   o 独特的 CSR tuner / SoC SDIO 接口保证低引脚数   · 最低外围物料成本实现较低解决方案成本   o 无需外围设备跟踪及信道选择滤波器等   软件解调器主要特性包括:   · 软件解调器降低NRE成本   o 功能丰富的 AM / FM / RDS 解调器   o 经验证的车用级DAB / DAB+ / T-DMB解决方案   o iBiquity 认证的HD Radio™ 系统 (HD1.0、1.5 + MRC)   · 无需额外的专属数字信号处理器 – 可在CSR车载娱乐信息系统SoC上运行的模拟与数字软件解调器   · 开源SDR架构   o SDR架构包含用于CSR SoC的一系列便携式软件接口及组件   o 支持多标准接收器,且支持运行时解调器针对不同标准进行切换   o 可用于Linux 与安卓环境下的CSR SoC

    时间:2020-08-31 关键词: sdk homekit nrf51 蓝牙智能 低功耗

  • 实现物联网无线连通性 MSP430微控制器有新招

    实现物联网无线连通性 MSP430微控制器有新招

      物联网 (IOT) 的早期阶段已经开始改变我们的生活方式、商业模式和决策方法。随着控制器、处理器、传感器和发射器成本的降低,任何组装有电子电路和必须与其它系统进行远程通信的的器件都有希望成为一款“智能器件”。这包括传感器、仪表、恒温器、开关、医疗监视器、电机、家用电器、车辆、工具、甚至是衣服和厨房用具。你随便说出任何一种事物,它都有可能很快成为这一快速增长的IoT中的一部分。   由于IoT要求日常产品具有更多连通性,MSP430TM微控制器 (MCU) 的主要用途就是通过超低功耗架构来实现IoT应用。这其中包括针对最低待机功耗、有源处理功率、外设功率、以及存储器读取和写入的设计。MSP430 MCU在所有IoT应用中为那些真正关心低功耗(以及超低功耗)的开发人员提供最佳功效。MSP430 MCU具有一个可升级平台,以支持目前消费类、工业、健康和健身应用的需要。   TI的超低功耗MSP430 MCU具能够在具有多种系统架构的无线应用中发挥作用。这篇白皮书介绍了4款不同的IoT架构,并且强调了如何用MSP430 MCU轻松设计无线连通性解决方案,从而开始IoT设计。   无线MCU解决方案   超低功耗MSP430 MCU被设计成在4种不同的连通性架构中运行。如下图所示,第一个架构为在单芯片上运行网络堆栈和主机应用程序的无线MCU解决方案。TI的CC430系列就是非常适合于这一架构的无线MCU。这个解决方案提供MCU内核、外设、软件和sub-1 GHz RF收发器之间的紧密集成,从而创建出一款易于使用的无线MCU解决方案。TI的CC2541是另外一个功率经优化的无线MCU示例。它可以用低物料清单 (BOM) 成本来实现Bluetooth® 低功耗 (BLE) 和专有2.4GHz网络节点。CC2541是领先RF接收器的性能与8051 MCU的综合体。   这个配置非常适合于小型到中型RF协议栈,其中的存储器空间可被平均分配至RF物理层、RF协议和顶层应用程序。紧密集成可为物理与协议层之间的处理实现高度优化代码和性能。   在硬件方面,这个配置是物理层尺寸为优先考虑因素的应用的理想选择。这个配置免除了对于数个外部组件的需要,所有这些组件已经集成在器件内部。此外,可以进一步减少两芯片解决方案内的MCU和射频所需要的组件数量,这是因为无线MCU配置中可以共用这些组件。更少的组件数量有助于简化印刷电路板 (PCB) 路由走线和布局布线考虑因素,为RF布局布线和组件或传感器放置位置的优化提供了更大的自由度,考虑到印刷电路板上的尺寸限制,这些才是影响应用的实际问题。最后,这些优势全都有助于最大限度地减少物料清单 (BOM) 和物理板级空间,以满足空间受限和成本优化的无线应用的需要。   这种架构的一个示例就是eZ430-ChronosTM 智能手表。这是一款高度集成的无线开发系统,为创建无线智能手表应用的开发人员提供完整的参考设计。Chronos是很多应用的基准平台,诸如无线手表系统、针对个人局域网的显示、用于远程数据搜集的无线传感器节点、以及很多其它应用。CC430可实现高度集成,特有Sub-1 GHz射频前端、一个96段的LCD显示屏、一个温度传感器、一个电池电压监视器、一个集成压力传感器和用于运动感觉控制的3轴加速计,所有这些器件均集成在一个适合于手表小外形尺寸的小型PCB内。Sub-1 GHz射频使得Chronos可以作为附近无线传感器(诸如计步器和心率监视器)的中央集线器。在软件方面,这个应用特有SimpliciTITM,一款针对低功耗无线应用(具有可升级至255个节点的星形拓扑)的简单和灵活RF协议。      1、MCU运行堆栈和应用   第2个连通性架构是诸如MSP430F5xx系列的强大MCU,用于运行主机应用和网络堆栈,从而实现TI的SimpleLink Bluetooth CC2564双模式解决方案等无线连通性器件,以提供同类产品中最佳的RF性能。   在这个配置中,MCU具有对RF协议和应用层的完全控制权,从而使应用能够具有到RF和物理层更直接的访问权限和可视性。这是针对MCU和RF收发器的最传统配置。赋予MCU智能性可以实现简单且稳健耐用的射频功能,而这也是MCU所最擅长的:发送和接收无线数据。由于MCU通常在存储器、处理能力以及数字和模拟集成方面具有最多资源,这个配置最大限度地发挥了MCU的多用途这一特性,使其能够利用和优化所有资源,以适应和融入不同类型的无线协议和应用当中。   例如,这个架构常见于超低功耗无线传感器网络中,诸如常见的MSP430 MCU与Simplelink CC2500 2.4GHz RF收发器的配对使用。MSP430 MCU通常在小型到中型网络中使用,它能够用较少的内存占用来运行相对小型且尺寸经优化的无线协议,它支持星形拓扑,有时也支持网状拓扑。这类架构中的器具经常具有针对功率进行优化的特性,诸如睡眠终端节点,支持访问点信标的时间同步,数据包存储和转发等。这些特性对于实现超低功耗、能量采集、以及无电池应用十分关键。   这个架构也见于近场通信 (NFC) 应用中。TRF7970A NFC收发器能够与MSP430F5xx/6xx器件配对使用,其原因是它们都具有多个SPI端口、内置USB和I2C接口。在最简单的配对水平上,这个组合能够将自动化、控制、和身份验证添加到很多现有的MCU应用中。例如,在MCU的帮助下,一个NFC标签能够取代门锁钥匙。MCU包含整个NFC堆栈、安保身份验证软件、以及控制外设(其中包括伺服器、电机和LED)的应用层。进一步讲,这个组合在连接切换应用中提供省电功能和便利性,比如一个IoT网关,在这个网关上,用户可以充分利用Wi-Fi网络内器件的简单、一键设置/配置功能。   2、MCU运行应用   在第3个架构中,无线连通性解决方案包含与SimpleLink Wi-Fi® CC3000模块内相类似的网络堆栈,以及类似于MSP430G2xx超值系列 (Value Line) MCU等运行主机应用的单独处理器。从软件的角度出发,这个配置可实现MCU上的最小RF开销。   它非常适合于功能齐全且不会经常发生变化的RF协议。这通常是指定义明确且完全成熟的RF技术,其中包括Wi-Fi或GPS(以及某些Bluetooth)。除非绝对必要,这种情况有助于最大限度地减少RF堆栈的现场更新或重新编程。它还有助于简化代码开发工作,其原因是开发人员能够依靠打好包的RF堆栈来进行开发并专注于MCU中的高级应用。RF堆栈与应用层的隔离使得MCU能够将尽可能多的硬件资源和带宽用于应用。 本文选自《嵌入式技术特刊》,更多优质内容,马上下载阅览

    时间:2020-08-30 关键词: 物联网 MSP430 低功耗

  • 小型低损耗智能集成模块应用方案详解

    小型低损耗智能集成模块应用方案详解

      本文将介绍使用STM最新推出Cortex-M4内核的MCU配合基于SLLIMM-nano二代系列功率模块在冰箱上的FOC 单电阻无传感器应用。随着国家能效政策的大力推广,越来越多的电机应用如洗衣机、风机、洗碗机、油烟机开始采样变频技术。在传统的电机驱动中,使用分立元件导致系统设计结构复制,可靠性降低,意法半导体(STM)推出针对小功率电机应用开发出一种结构紧凑,可靠性高的功率模块产品,称之为SLLIMM(Small Low-Loss Intelligent Molded Module)小型低损耗智能集成模块。在该模块中分两个系列,SLLIMM 系列和SLLIMM-nano系列。SLLIMM 系列为600V电压,10A到30A电流,SLLIMM-nano二代 为600V电压,5A电流。   软件设计   STM32F302C8T6 是STM最新推出基于Cortex-M4内核(内部有8MHZ RC 可以16 锁相环倍频)带有FPU(最大频率72MHZ)的产品,针对高性能电机驱动应用,其内部集成了一路专门用于电机控制的Advanced TImer,最高工作频率可达到128MHz,得益于Cortex-M4内核强大的运算能力,内部集成一个带宽可达8.2MHZ高速运放模块。强大的处理内核,内部集成高速运放足以满足磁场定向控制(FOC)对数据实时运算的要求,性价比极具竞争力。   对于常见的内嵌永磁同步电机(I-PMSM) ,如冰箱压缩机,通常需要做饱压启动,会要求压缩机在重载的情况下短时间能启动成功,诸如类似滚筒洗衣,油烟机都会有类似的工作场景,所以ST在基于 Cortex-M4强大运算能力的基础上导入高频注入(HFI - High Frequency InjecTIon)功能,确保压缩机在大负载的环境下能在零速下顺利启动,进入正常运行模式。HFI功能需要基于STM提供的FOC SDK 4.0才能实现,同时STM也为了配合SDK 4.0的使用,在PC端提供了一个便捷易用的配置和在线实时调试软件ST Motor Control Workbench,方便用户快速入门(如图1)。      图1 ST Motor Control Workbench GUI   使用HFI功能,需要打开GUI 界面,在电机类型选择中选择”Internal PMSM”(目前HFI仅支持Ld      图2 电机本体特征参数配置对话框   通过GUI右侧的“Driver Management” 进入驱动管理模块页面,在出现的页面中选择“Speed PosiTIon Feedback Management” ,在弹出的对话框中选择“Main sensor”标签,通过“Sensor SelecTIon”下拉选择框,选中“ Sensor-less ( HFI + Observer )” (图 3) 。      图 3   同时为了满足HFI的调试要求,我们还需要进入通过GUI右侧的“Control Stage”进入“DAC Functionality”对话框,配合MCU自带的两个DAC模块输出调试需要的电流和电角度信号(图 4)。      图 4

    时间:2020-08-30 关键词: cortex-m4 sllimm系列 低功耗

  • 四大亮点看清物联网下的IP战略

      任正非在中国企业家中算是异常低调的一位,其越来越少出现在公众视野,也鲜少接受采访。但是,他作为华为的“教父”,他的一言一行似乎都在诠释着华为的处世哲学。有人说,华为缺乏创新基因,但是,外媒the Verge曾撰文称,“与三星一样,华为不仅是山寨高手,还是技术高超的山寨高手”。华为员工有着一流的执行力,充满狼性,定下的目标一定在时限内完成,甚至是超额完成。这一切的背后,其实处处有着任正非的影子。   华为在智能手机领域获得的成功越来越显而易见,目前已经是全球第三大手机制造商,仅次于苹果和三星,即使在国内,也首次超过小米成为国内第一。根据本文的观点,这一切源于任正非在两次内部会议上的重大决定,从而成就了华为在智能手机市场目前的地位,也改写了全球手机市场格局。本文转载自微信公众号蓝血研究,作者:咔嚓,原文标题为《任正非两次会议改写全球手机格局》。   做事要霸气,做人要谦卑,要按消费品的规律,敢于追求最大的增长和胜利。——任正非   华为近日宣布,2015年第三季度智能手机出货量2740万台,同比增长63%,其中中国市场出货量同比增长81%,欧洲市场出货量同比增长98%。预计2015年全年智能手机的销售将超过1亿部。   华为做手机是被逼的   任正非有一次对内部的人员说:“当年我们没想过做终端,我们是被逼迫上马的,因为我们的3G系统卖不出去,没有配套手机,要去买终端,买不到,才被逼上马的。”   刚开始,华为是采用白牌的方式做手机,即给全球的运营商贴牌供货。虽然2007年华为手机发货量达到2000万台,2008年成为CDMA定制手机全球第三大供应商,2009年发货超过3000万台。但采用不做品牌、与运营商合作的模式,华为手机利润薄如白纸,曾经一度浇灭了华为人“与生俱来”的自信心。   华为的整个终端部门也慢慢被边缘化。一位已离开华为的原终端公司高管,在看到华为现在的成绩时感叹说:“在华为的光辉面前,我是一个战败者!代表出战的P1、D1、D2无一不马革裹尸。很多时候我们用产品的羸弱为营销的空洞找个华丽的借口……,终究还是胜了!这是所有为之奋斗过的华为人的唯一期许。”听之动容!也可见当初华为手机前途的迷茫和困顿。   华为的遵义会议   2010年12月3日,任正非组织召开了一次高级座谈会,徐直军、郭平、陶景文、邓飚、万飚、余承东等参加。在这次会议上,任正非对终端业务重新进行了定位。这就是华为终端的“遵义会议”!   任正非在会上说:   “我认为在终端上,我们创新不够、能力不够。自己要抓住自己的优势,要做出几款好的产品。……要好好想想,我们的战略是什么,怎么才能胜利。现在我们要改变我们以前不做品牌的策略,以前我们做低端手机,我们不做品牌,不做渠道。   我们怎么确定客户需求?在时装化的时代,我们怎么入口?我们是大批量、标准化,这是大公司的优势,但是小批量的时代,我们还有没有优势,这是个大问题。   既然是做时装,那么如果做法国时装品牌,要在法国有法国人参加做;要做美国型的,就在美国;要做多姿多彩的,要在拉丁美洲。产品规划部门要分散建在主要客户需求的地区。如果中国人包打天下,会一败涂地。我们要从依靠中国人打天下的时代,改为依靠网络对全球提供支持和支援,这样才可能胜利。产品设计一定要贴近客户,而不是闭门造车。大家不要误解我说的时装化,时装化不仅是指漂亮,也包括功能和性能,时装还包括扣子。   采取什么样的战略需要你们自己想明白,到底是你们先把规模搞得大一点,还是先把利润搞多一点,这个不要我来给你们判断,否则你们CEO不应该拿这么多钱。你们现在提升自己的竞争能力是最重要的。   只有进攻才可能成功,防御是不可能成功的。没有渴望和客户见面的干部,立即从行政职务上退下,害怕和媒体接触的,你也别做行政干部。渴望成功,才是华为人的本性。但我从来不赞成终端寸土必争的概念,这个世界太大了,你能争多少土,成吉思汗、希特勒都垮了,你还不如他呢。你要找适合自己的成长道路,不要自己制造自己内心的恐慌。”   这次会议明确了做品牌、主动进攻的战略发展思路,同时,也从思想上坚定终端成功的决心。   三亚会议将余承东推向前台   一年过后,华为手机虽然有品牌了,但80%的渠道仍然依赖运营商,而这一渠道不仅利润低,且自主性差。   2011年11月,三亚会议召开,任正非在会上明确提出把最终消费者作为公司客户,这一决定改变了华为手机研发和消费者模式。同时决定将终端并入消费业务,砍掉3000万部低端智能机和功能机。终端公司由来自无线业务部门的余承东坐镇。到2012年底,华为终于“实现从白牌到华为品牌的转变”。   2012年,华为自认为设计感很强的高端系列——P1手机并没有获得市场认可,销量惨淡,随后问世的D1、D2依旧如此,Mate1、Mate1也反映平平。更让人沮丧的是,CEO万彪离开华为终端。   而相反,小米在这个时候即成功了!   这无疑对华为终端是一个巨大的打击!余承东已没有退路,他力排众议,将传统渠道和电商两匹马并驾齐驱。为此,于2013年年底,决定将荣耀品牌独立出去,确立“华为+荣耀”双品牌!……一连串的变革终于换来2014年华为手机销量的爆发,当年荣耀全球发货量2000万台,一年增长近30倍。   华为终端被边缘化的日子终于一去不复返!华为心声社区甚至传言任老板号召鸡头们(各部分负责人)都到余承东那去做。华为终端的下一个目标是余承东放言的“未来三到五年,年出货量可以超过3亿到4亿。”   华为手机意止三分天下?   旌旗十万!   但华为并没有停下脚步,这些年其一直在全球构建最顶尖的智慧资源,包括:在时尚之都巴黎设有美学研究中心,在全球设计中心伦敦设有设计研究所,在数学家最多的俄罗斯设有算法研究中心,在日本设有小型化设计和质量控制研究中心,在硅谷专门建立了创新中心。   华为在宣布第三季销售数据的第二天又紧接着透露,苹果公司前创意总监、全球顶级用户体验设计专家Abigail Sarah Brody女士于近期加盟华为,Abigail将担任华为消费者业务首席用户体验设计师,领导华为消费者业务用户界面设计工作。   世界手机格局已基本确立,即苹果、三星、华为三分天下。但华为会意止于此吗?

    时间:2020-08-28 关键词: 物联网 ip 低功耗

  • 物联网时代产品设计如何实现低功耗

    物联网时代产品设计如何实现低功耗

      随着科学技术不断的发展,嵌入式系统应用领域越来越广泛。在产品性能体验上,更多的厂商越来越重视低功耗设计,而电路与系统的低功耗设计也一直都是电子技术人员设计时需要考虑的重要因素。特别是最近两年很火爆的穿戴产品,智能手表等都是锂电池供电,如果采用同样容量大小的锂电池进行测试,不难发现电子产品低功耗做的好的,工作时间越长性能越好。   那么如何考虑低功耗设计?从大体方向来看,目前的低功耗设计主要从芯片设计和系统设计两个方面考虑:   一是随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高,芯片的功耗迅速增加,而功耗增加又将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降。因此,功耗已经成为深亚微米集成电路设计中的一个重要考虑因素。   二是在嵌入式系统设计主要应用于便携式和移动性较强的产品中,而这些产品不是一直都有充足的电源供应,往往是靠电池来供电,所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗,从而尽可能地延长电池使用时间。   事实上,从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。因此,低功耗设计排在电子产品设计的重要地位。经专家认真分析总结,将低功耗设计的方法总结如下:   其一,要明白功耗分为工作时功耗和待机时功耗,工作时功耗分为全部功能开启的功耗和部分功能开启的功耗。对于一个电子产品,总功耗为该产品正常工作时的电压与电流的乘积,这就是低功耗设计的需要注意事项之一。   其二,是模块工作的选择控制,一般选择具有休眠功能的芯片。比如在设计一个系统中,如果某些外部模块在工作中是不经常使用的,可以使其进入休眠模式或者在硬件电路设计中采用数字开关来控制器工作与否,当需要使用模块时将其唤醒,这样我们可以在整个系统进入低功耗模式时,关闭一些不必要的器件,以起到省电的作用,延长了待机时间。   其三,选择具有省电模式的主控芯片。现在的主控芯片一般都具有省电模式,通过以往的经验可以知道,当主控芯片在省电模式条件下,其工作电流往往是正常工作电流的几分之一,这样可以大大增强消费类产品电池的使用时间。   其四,功耗的测试。功耗测试分为模块功耗和整机功耗,模块功耗需要测试休眠时功耗和工作时功耗。整机功耗分为最大负荷工作时功耗和基本功能时功耗和休眠时功耗。   为了使产品更具竞争力,工业界对芯片设计的要求已从单纯追求高性能、小面积转为对性能、面积、功耗的综合要求。而微处理器作为数字系统的核心部件,其低功耗设计对降低整个系统的功耗具有重要的意义。   关于FPGA低功耗设计,可从两方面着手:一是算法优化; 二是FPGA资源使用效率优化。   算法优化可分为两个层次说明:实现结构和实现方法。首先肯定需要设计一种最优化的算法实现结构,设计一种最优化的结构,使资源占用达到最少,当然功耗也能降到最低,但是还需要保证性能,是 FPGA设计在面积和速度上都能兼顾;另一个层面是具体的实现方法,设计中所有吸收功耗的信号当中,时钟是罪魁祸首。虽然时钟可能运行在 100 MHz,但从该时钟派生出的信号却通常运行在主时钟频率的较小分量。此外,时钟的扇出一般也比较高。这两个因素显示,为了降低功耗,应当认真研究时钟。   资源使用效率优化是介绍一些在使用FPGA内部的一些资源如BRAM,DSP48E1时,可以优化功耗的方法。FPGA动态功耗主要体现为存储器、内部逻辑、时钟、I/O消耗的功耗。其中存储器是功耗大户,如xilinx FPGA中的存储器单元Block RAM,因此在这边主要介绍对BRAM的一些功耗优化方法。   如何进行低功耗设计,大家肯定想到MSP430,MSP430的特长就是进行低功耗。使用这片芯片,能使得产品的大脑——微控制器的功耗更低。但是,进行这样的处理就能得到低功耗的产品或设计了吗?一个产品的低功耗设计,并不仅仅只是采用一个低功耗的MCU就能解决的问题。产品的低功耗,不久取决于MCU的低功耗,也取决于低功耗的外围硬件电路。   一、低功耗系统的电源电路。对于在电池不同的电压时,分别要进行升压或者降压的电路,可以使用低功耗的升降压稳压电路,如TI的TPS630,可以在1.8V~5.5V电压范围内,稳定地输出3.3V电压。当然,这种电路比低功耗LDO的功耗要略高,它静态功耗为30~50uA。另外,当产品不需要一直待机时,可以采用受程序控制进行断电的电源开关电路。让产品在不使用时自动断电,从而功耗更低。   二、外部电路的电源管理。采用带关断功能的器件。对于不需要一直工作的当外围器件,当不工作时,尽量关断该部分电源,以达到更低的功耗。对某些没有关断管脚的电路,可以采用MOS管、CMOS驱动器等电路实现电源开关,对局部的电路进行电源管理。当然,如果能采用零功耗的外围电路就是更理想的了。   三、避免IO口漏电流。当外围电路没有电源时,IO口仍然可能会是潜在的电源输出。所以当外围电路断电后,IO状态应设置为输入状态或者输出低电平状态,避免漏电流。   四、低功耗的信号调理电路。对于各种传感器,大量信号调理电路被采用。而非常多的经典的信号调理电路却并没有考虑功耗问题。对于低功耗产品设计,应该采用低功耗的信号调理电路。比如采用低功耗运放,TLV2241等每运放功耗仅1uA。低功耗的同向放大器或反向放大器,低功耗的I/V变换电路,低功耗的仪表放大器等等。   总的来说,低功耗设计是物联网时代发展需求,对产品性能的提升具有重要的意义。为此,电子发烧友网举办2015第二届物联网大会,将评估IoT各领域的商业机会,并关注IoT重要技术节点以及关键创新产品的发展现状,探讨完善的产品创新解决方案,同时将针对业界面临的诸多挑战举办专题研讨会,讨论物联网时代下各种解决方案以创造IoT长远发展。

    时间:2020-08-28 关键词: FPGA 物联网 MSP430 低功耗

  • 东芝推出了40V N沟道功率MOSFET

    东芝推出了40V N沟道功率MOSFET

      在面向直流-直流转换器、电动助力转向系统(EPS)大容量电机驱动器和半导体继电器等汽车应用领域中,东芝推出了40V N沟道功率MOSFET。对于设计者来说,更低的导通电阻意味着更低的传导损耗,从而降低功耗,尤其是在重载的情况下。      该新产品对利用东芝最先进的第9代MOS “U-MOS IX Series”沟道工艺制造的芯片进行低阻抗TO-220SM(W)封装,实现了低导通阻抗。

    时间:2020-08-27 关键词: 东芝 MOSFET 低功耗

  • 推开低功耗广域网络市场大门 解析LPWAN技术之QoS篇

    推开低功耗广域网络市场大门 解析LPWAN技术之QoS篇

      正如上篇文章中所提到一样,在选择物联网连接技术时,需要以应用案例为出发点,然后结合技术本身以及市场因素做出决策。本系列文章试图探讨一种成功的LPWAN技术应该具备怎样的特性。上次我们探讨的是网络承受能力,这一次探讨的是QoS。   还记得我将所有的网络技术分成三大类吗?一类是LAN/PAN,另一类是3GPP,还有就是正在快速发展的LPWAN。任何一项技术都无法做到适合于所有的产品或者应用场景,在做选择的时候难免遇到各种困惑,希望我提出的意见于你是有价值的。   当人们讨论QoS的时候,通常指的是网络的一种安全机制, 用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。   其实许多人都知道,谈到QoS就会涉及到权衡利弊的问题,比如:网络拥塞通常会导致消息延迟的问题,简单的放大网络规模确实让QoS得到了改善,但是成本相对较高。网络拥塞的时候,短暂的延迟让设备处在空闲模式下的时间变得很短,这就会造成电池寿命相应的缩短。如果只为提高QoS而专门设计一张网络就如同为应急车辆额外修建一条高速公路一样,目的是达到了但是代价也很大。   最好的解决方法就是建立一个能够根据需要灵活改变QoS的系统,正如现实生活中的道路系统一样,在交通拥堵的情况下普通的车辆要为应急车辆让行。当然,提高QoS所能带来的改善有一定的限度,即使在很高的QoS下,也几乎没有一个系统可以百分百保证所有的消息都能在最短的时间内被成功发送。因此,这也只是一种理想的状态,在可能遇到的特殊情况下尽量做到更好而已。   想要提高QoS,难道一定要在授权频谱上?   或许有人会说,只有基于授权频谱的网络才能提供可靠的QoS。其实不然,虽然在非授权频谱上干扰难以控制,甚至可能通过操作员也无法完全保证提供所需要的保障,但无论如何这只是一种假设。所有的关键因素都可控时,确实能够提供更好的服务,但两者之间不属于充分必要的关系。其实这一点与快递公司的运营是类似的,它们之所以能够实现包裹不囤积,一定程度上得益于有一个共享系统,借助这个系统他们可以预见包裹的数量,数量过大的话就会采取相应的措施以缓和这种情况。其实,在非授权频谱中,情况也是如此。所以说,根据以往的经验中来看,在授权频谱上提供高水平的QoS并不是首要条件。   只有经常会发生突发状况的案例中才对QoS要求比较高,对于一些监控设备来说,它们只发送一些常规消息,因此对QoS的要求并不是很高。当数据直接来源于联网设备时,就会需要一种快速并且稳定可靠的随机访问机制,在这种情况下,最好能够为突发的随机访问事先做好一个预备方案。有些设备需要长期被监控着,这就意味着电池耗能不可避免的增加了,但是允许设备自主确定一个最佳的空闲时间段,那么或许也可以降低对其他网络的影响。   当然了,除了频谱以外还会有其他的因素也可能造成干扰,比如说网络攻击或者恶劣的条件,此类事故可以触发所有终端从而引起网络堵塞。在物联网网络中,一次意外停电或许就会引发一个城市里面所有的智能电表同时发送“停电”警报,这时候很容易就会发生网络拥塞,在克服这种拥塞之前消息是无法通过网络进行传输的,除非重新启动。因此需要有一个良好的解决方案,可以有效地、迅速地处理大量的突发警报消息用以确保网络保持稳定。最终,高水平QoS的设计将会演变成对于智能电网的设计。   何为高水平QoS网络?   将LPWAN技术分为三类:仅上行通信、以上行通信为主特殊情况下也可下行通信和全双工通信。很快我们将会明白,为什么提高QoS需要从根本上改变技术的下行通信能力。简而言之,除非只有上行通信,否则QoS都会受到影响。在之前的文章中,我已经提出过在评价某种网络技术时,底层技术和调制方案才是核心因素。毫不意外,这一逻辑也适用于此。   全双工通信与QoS,并不是所谓的鱼和熊掌!   超窄带调制方式支持全双工通信,Telensa公司的超窄带解决方案就是一个例子,该解决方案能提供高水平的QoS。但是由于底层的特性与整个调制方式融合在一起,因此并不能作为独立的部分被拧出来。   那么,扩频技术是否有益于QoS呢?其实,宽带调制方式也支持全双工通信,最初的Weightless-W技术就是一个例子。但是,其他的宽带解决方案却不是,令人惊讶的是,一种广为人知的LPWAN技术居然也声称自己支持全双工通信。再说说Weightless-P,该技术是一种工业物联网技术,支持全双工通信。同时,Weightless-P还支持已经认证或者非认证情况下的单一传播和多路传播,不仅为资源配置提供一个灵活的认证机制,还能在上行和下行的情况下为来自于网络或者设备的消息提供分页能力及降低时延。它使网络更加高速,并且拥有正向纠错、自动请求重传、自适应信道编码、切换、漫游等能力。当然,真正的双向通信能力应该还要支持无线固件升级和重大安全协调或更换。   最后说说NB-IoT吧,该技术将会运行在高带宽、授权频谱上,在不需要很严格管理控制的情况下依然能够保证较高的QoS。就性能来说,这是非常完美的,但是我在第一篇文章《LPWAN技术众多,最终谁将推开这个市场的大门?》中就已经提到,NB-IoT商业化部署的路还很漫长,并且还可能面临能源消耗溢价及成本方面的问题。

    时间:2020-08-26 关键词: qos lpwan 广域网络 低功耗

  • 通过低功耗蓝牙 捷豹路虎增添智能追踪设备

    通过低功耗蓝牙 捷豹路虎增添智能追踪设备

      据外媒报道,今天捷豹路虎(JLR)宣布,该公司将成为首家在车辆上集成智能失物追踪设备TIle的汽车制造商。TIle是一个设计简洁的白色小方块, 可以方便地挂在钱包等容易丢失的物品上。通过低功耗蓝牙(BLE),TIle可以连接到附近的智能手机及其他设备上,用户能快速找回丢失的物品。      TIle需配合智能手机上的专用软件来使用。而在车辆中,用户可以选择设定希望Tile追踪的物品,当用户忘记某样东西时,会立即收到提醒。同时用户也可以通过屏幕上的按钮查看失踪物体的最后出现位置。      目前Tile只与配备InControl车载应用平台的捷豹路虎车辆兼容。

    时间:2020-08-26 关键词: 智能追踪设备 低功耗 蓝牙

  • 盘点可穿戴设备低功耗设计的利器

    盘点可穿戴设备低功耗设计的利器

          日前,诺基亚宣布以1.9亿美元收购可穿戴设备商Withings的消息不胫而走,这让沉寂已久的可穿戴设备又一次被推向了聚光灯下。   诺基亚的加入看似加剧了竞争,但正是因为这一资本的注入可穿戴设备行业又增添了些许活力,同时也给正在动摇以及坚守的企业打了一针强心剂。中投顾问最近发布的行业报告中显示,未来五年可穿戴设备市场出货量的年均增长可达35%,智能手表和智能手环两种形态依然有很大的市场上升空间。   但是业者不能过于乐观,因为现实依然是残酷的,可穿戴设备的技术挑战久久没能攻破,续航能力差造成用户体验极度不友好的情况并没有得到改善。   那还能继续优化设计吗?   众所周知,续航能力主要由两个因素决定,分别是电池容量和功耗,电池容量越高越好,而功耗则需要降到最低。不幸的是,在新的电池技术或者材料出现之前,电池容量可提升的空间非常有限,所以压力几乎落在如何降低功耗上了。   对研发人员来说,低功耗设计的正确姿势是:   首先,选择低功耗器件(包括模块以及主控芯片);   然后,优化软件算法;   最后是功耗测试,也是把关项。   与大多数消费类电子产品不同,可穿戴设备对单一元器件和系统功耗的管控更为严格,在产品出厂之前几乎所有内部硬件结构都要经过精确的测量,例如芯片、传感器、显示屏、无线模块等,所以开发者能否设计出一套低功耗的系统和测试设备有着千丝万缕的关系。   目前,业界主流的测试厂商有是德科技、泰克、吉时利和罗德与施瓦茨等,这些品牌是高端市场的代表,而国内本土的测量仪器则大多定位低端,产品也多面向中小型企业。但是可穿戴设备只是测试测量行业的一个细分应用市场,企业可以拿来直接使用的低功耗测试方案并不多。   那么可穿戴设备企业该如何选择呢?   不难理解,性能和价格两个因素是万能的参考标准。土曼科技CEO汪伟告诉雷锋网,像安捷伦(是德科技)和泰克的设备因为精度高,价格比国内的品牌要贵。据了解,这些设备一般价格会在几万到一百万不等,而国内的产品则要廉价得多。   但是如果要比性能就复杂了,设备的采样速率(因为设备休眠到运行状态切换的时间极短,需要抓取瞬间变化的电流波形)、精度、带宽以及存储深度等一系列参数让人看得眼花缭乱,所以采购一台合适的设备早已是一项技术活。以下是雷锋网整理的主流测试设备厂商及其相关测试设备,仅供大家参考!   是德科技   提到是德科技,就不得不安利一下安捷伦这家颇具传奇色彩的公司。   作为测试行业的标杆,安捷伦是在1999年3月从惠普公司拆分出来的一家最早做测试测量仪器的厂商,同年11月作为一家独立公司在纽约证交所挂牌上市。不过其测试测量方案最早要追溯到1939年,创始人就是比尔。休利特(Bill Hewlett)和大卫。帕克德(David Packard)两位硅谷传奇。   但是大家对是德科技可能就不是那么熟悉了。实际上,是德科技是安捷伦在2013年拆分出来的子公司,全权负责电子测量业务,而安捷伦作为母公司,其业务方向是生物化学领域。   拆分前的安捷伦被业界称为“全球电子测量之王”,而拆分后这一称号也顺理成章地转到是德科技头上了。作为安捷伦电子测量事业部的嫡系公司,其在中高端示波器市场一直霸占了全球第一的位置。   目前,这家公司在示波器的产品系列上有高中低三条产品线,其中高端和中端都导入了是德科技独有的磷化铟半导体工艺,这一工艺有别于泰克等品牌采用的锗硅工艺,就工艺而言,我们可以把测试品牌分为两类,一类是是德科技,另一类叫其它公司。那这两种工艺有何差异?   以Infiniium V系列示波器为例,因为采用了磷化铟工艺,其具备脉冲响应好、工作电压比较大、信噪比好和动态范围高等特性,所以在测量精度上可以秒杀其它产品;除此之外,该系列设备各项参数都属于领先水平,最大存储深度为2Gpts,采样速率为80GSa/s,带宽在8GHz到33GHz不等,相应的价格在11万美刀和36万美刀之间。      当然在低端测试设备上,是德科技还没有采用更先进的磷化铟工艺,如InfiniiVision 2000 X系列。   功耗测试方面,是德科技的N6705B直流电源分析仪将电源与数字万用表、示波器、任意波形发生器和 Data logger集成在一起,测试电流精度达到了纳安级别,示波器带宽为200 KHz,存储深度为512 Kpts,性能一般,但主要满足的是可穿戴设备测试对精度和速度的要求,其价格为8240美元。具体规格如下:   4 插槽主机最多可安装 4 个模块,总功率高达 600 W。有 20 多款直流电源模块可供选择(需单独订购模块)   电压表精度:0.025% + 50 µV,高达 18 位   安培计精度:0.025% + 8 nA,高达 18 位   任意波形发生器功能:带宽高达 100 kHz,输出功率高达 300 W   示波器功能:可对电压和电流进行数字化处理,200 kHz,512 kpts,高达 18 位   Data Logger 功能:测量间隔从 20 µs 到 60 s,每个数据记录器最多存储 5 亿个读数   4 GB 非易失性数据存储器,可用于存储数据记录、示波器迹线、仪器设置   总结起来,是德科技的产品相对复杂,性能也是一骑绝尘,不过设备的价格普遍偏高。

    时间:2020-08-26 关键词: 泰克 可穿戴 是德科技 低功耗

  • 关于低功耗蓝牙技术连接的技术细节

          低功耗蓝牙技术(Bluetooth® low energytechnology)是蓝牙经典标准的演进,专注于为设备间提供可靠、高效且低功耗的链路连接。它具有超低的功耗,满足超长的续航能力。2014年年底,蓝牙技术核心规范4.2版本正式发布。在该版本中,引入了最新的隐私保护机制,此外,该版本还大大提升了低功耗蓝牙技术设备间数据传输的速度与可靠性。由于低功耗蓝牙技术封包容量增加,设备之间的数据传输速度可较蓝牙4.1版本提升2.5倍。数据传输速度与封包容量的增加能够降低传输错误发生的机率并减少电池能耗,进而提升连网的效率。本文就低功耗蓝牙技术设备之间的连接进行详细的讲解。希望能帮助开发者设计出更多有创新性的产品和解决方案。

    时间:2020-08-26 关键词: 连接技术 低功耗 蓝牙

  • 低功耗元件空间大 可穿戴设备市场到底何时爆发?

    低功耗元件空间大 可穿戴设备市场到底何时爆发?

      之前可穿戴装置强打的应用相当多元,包括医疗、健身、作为智能型手机的延伸装置…等,以至于让消费者摸不清头绪,不了解可穿戴装置的确切应用定位,以至于降低其购买意愿,加上智能手表等可穿戴装置不太符合消费者对“配件”的期待,因此可穿戴装置的必要性需求大幅降温。不过,随着可穿戴装置转进利基应用,其 市场发展已逐渐崭露曙光。   从苹果(Apple)Apple Watch及其他厂牌智能手表(Smart Watch)的销售状况来看,可穿戴装置的热潮似乎开始退烧?事实上并非如此。由于之前可穿戴装置强打的应用相当多元,包括医疗、健身、作为智能型手机的 延伸装置…等,而使得消费者摸不清头绪,不了解可穿戴装置的确切应用定位,以至于降低其购买意愿,加上智能手表等可穿戴装置不太符合消费者对“配件”的期 待,因此使得消费者对新产品产生的兴趣热度消退后,对于可穿戴装置的必要性需求大幅降温。   不过,随着欧美运动的风气越发兴盛,以运动为诉 求、监测运动期间相关生理资讯的可穿戴装置如运动手表、智能手环,则相当受到消费者的欢迎。因此,未来以运动相关应用为基础,可穿戴装置可望再度拓展利基 应用领域,如智能家庭、儿童安全追踪手环、智能衣、智能鞋…等,或结合其他技术,开发新的市场契机。   可穿戴装置市场何时爆发?   穿戴式装置的硬体类别涵盖相当广泛,如上述提到的智能手表、手环、智能眼镜(Smart Glass)…等,其中销售量不如预期的类别主要是智能手表。资讯工业策进会产业情报研究所(MIC)资讯产品与应用组资深产业分析师兼产品经理许桂芬表示,2014年可穿戴装置出现在消费市场时,不仅终端应用类型多元,且受到不少相关业者与消费者的关注,不过2016年时,可穿戴市场热度明显消退,尤其智能手表的市场发展更显疲软。      2013~2018年全球可穿戴技术总出货量预估(资料来源:StaTIsta)   分析可穿戴装置市场消退的原因,许桂芬认为,首先是市场并未在短时间内爆发,再来由于使用者的定,可穿戴装置得随时配戴在身上,若是需要常常拿下充电,则不够符合消费者对可穿戴装置的既有印象。   此外,较高的售价与不明确的定位也使得智能手表市场发展雷声大雨点小。先前Gartner认为到2016年,智能手表的市场比重将占总手表市场的40%,然 而事与愿违,占2015年全球智能手表出货量达52%的Apple Watch,在2016年春季发表会中宣布调降Apple Watch表带售价,期可刺激买气。从此一策略分析,调降售价不但是苹果相当罕见的市场策略,也反映出Apple Watch销售疲软的现象。   安谋国际(ARM)移动通讯暨数位家庭资深市场经理林修平表示,智能手表发展趋缓的原因可从两个面向来看,首先,年轻世代对于智能手表的接受度高;某些商务人士因工作关系需要智能手表作为智能型手机的辅助工具,但这些族群并无法支撑智能手表亮眼的销售量。   另外,在技术方面,现阶段智能手表需要每天充一次电,对消费者而言,相当不便。林修平解释,一般手表的电池可以使用1~2年,甚至有些设计还无须透过电池供电,因此消费者期待智能手表也能有较长的电池续航力。   不过,高通技术(Qualcomm)资深总监兼智能可穿戴装置部门事业主管Pankaj Kedi则表示,近期市场中已有超过100个可穿戴装置使用高通的技术,因此高通相当看好可穿戴装置的发展前景,不仅将持续投资这个领域,还将与来自传统 行动与手表产业的众多业者携手开创更多可能性。      看好可穿戴装置市场前景,高通最新Snapdragon Wear平台瞄准外形更轻薄、电池续航力更长以及感测更精准的下一代穿载式装置设计   意法半导体(STMicroelectronics)资深产品行销经理杨正廉总结,观察整体可穿戴装置的发展,其市场爆发力有限,但会持续存在于市场,并在 包括运动生理检测、儿童安全追踪…等领域发展出一片天。而Apple Watch或智能手表现阶段已面临出货饱和状态,需加入更多吸引消费者的创意,并使其配戴更舒适,才能为智能手表创造更多市场机会,以避免因体积限制无法 有更多发展空间而导致市场进展不顺。      2017~2017年全球智能手表出货量统计(资料来源:MIC,2016/06)   应充份满足配件的条件: 可穿戴装置要如何让消费者更能接受?许桂芬表示,可穿戴装置对消费者而言就是一种配件,而配件需要新颖、时尚的设计,且无须“时时关照”,比如须一直充电,这将使可穿戴装置无法全面掳获消费者芳心。   所幸,业者们也体认到这一点,除了积极在技术上精进,延长电池续航力外,也和时尚业者跨界合作,希望能将可穿戴装置的外型赋予更多的“个性”与特色。许桂芬 进一步说明,虽然目前可穿戴装置离所谓的个性化与多元性仍有一段距离,但已可发现消费性电子与传统钟表制造商开始“对症下药”,从了解配件在消费者眼里的 定义着手,逐步改善现有可穿戴装置外型,使其能渐渐符合消费者对传统配件的期待,进而刺激消费者购买欲望。      对消费者而言,可穿戴装置是配件,因此必须满足其对配件的要求   消 费者要求需“使命必达”: 可穿戴装置更像个配件之后,相关业者们还需要满足消费者对可穿戴装置其他使用需求,比如价格、电池续航力、穿戴舒适、简单易用,最重要的是功能单一、不需 要太复杂。许桂芬举例,在消费者眼中,智能手表、手环仍比不上智能型手机的必要性,因此对于这些可穿戴产品的新鲜感维持时间无法长久。   另 一方面,2014年,可穿戴装置初现市场时,相关业者赋予其太多功能,特别是智能手表,一度有取代智能型手机的传言发生,但在可穿戴市场跌的最重的就属智 慧手表。许桂芬指出,以销售量来看,目前Fitbit智能手表与手环装置销售量最多,究其原因是该公司的产品满足消费者期待——功能明确锁定运动健身与生 理资讯量测,以及装置不要什么功能都有,但却没一项是准确的量测资讯。   杨正廉认为,可穿戴装置有其必要性,否则不会受到相关厂商的重视, 也不会在甫推出时受到消费者的关注,惟可穿戴装置必须找到确切功能定位。举例来说,运动手环能获得消费者欢迎,除了体积大小不干扰使用者日常生活活动,手 环结合云端或透过无线短距网路技术如蓝牙、Wi-Fi连接手机,即可将收集到的资讯进一步分析为更有效的数据,让消费者得以运用这些资料预防疾病的发生或 改善运动计画。   由此看来,消费者不需要功能花俏、过多的可穿戴装置,而是在某些特定用途、单一领域,具备简单操作特性的可穿戴装置产品,即可获得青睐,如此也可以解释专打运动健身市场的智能手环与手表,何以在可穿戴装置市场有独树一格的销售量。   产 品相容性恐成绊脚石: 就如同智能家庭或其他物联网(IoT)应用,可穿戴装置若是要连接到云端应用服务平台,将遭遇各家装置与服务平台无法共用的情况。杨正廉表示,目前可穿戴 装置业者各据山头,若是出现“某种特别的议题”,如市场新需求驱动,几家发展较快且规模大的公司,例如Google或Apple,才可能进一步坐下谈装置 与服务平台互通的问题。   许桂芬强调,可穿戴装置市场虽然持续开展,但还没到所谓的爆发点,其中一项关键因素即是相容性。目前 Android阵营主要代表Google已开始将Android可穿戴装置导向Google Fit,以解决互通性问题;Apple也有类似的动作。而Android和iOS两大阵营皆各有其优势——Android装置数量庞大;iOS则有较强的 安全性,使其可穿戴装置广获医疗院所采用。   目前虽然Apple Store或Google Play的App在Android或iOS作业系统中可共用,但可达到的效果及功能还是有限,或许这是解决互通性问题所跨出的第一步,未来能否看到Google与Apple为可穿戴装置相容性携手合作,仍需要时间。

    时间:2020-08-25 关键词: 高通 可穿戴 智能手表 低功耗

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