低功耗M2M市场广阔芯片设计若何降耗是打破口

当前有关物联网的话题备受市场青睐。
根据预测，到2020年旁边天下年夜将有超过1000亿台设备实现联网。

值得关注的是，这些设备中超过一半将对功耗问题十分敏感。
因此，具有低功耗、高性能的，尤其是集成了无线通信功能的MCU办理方案将会受到重视。
它在简化设计之余，可以让更多下贱设计职员将联网设备推向市场。

物联网关注均匀功耗

随着人与物、物与物连接的增多，未来将是千亿连接的时期，加之国际标准组织对技能标准制订事情的积极推动，低功耗M2M业务的市场前景十分广阔。
对此，Silicon Labs 32位微掌握器产品高等营销经理Oivind Loe在接管采访时表示：“能效是运用在物联网中组件的一项至关主要的特性。
一些物联网运用，如智能抄表和智能信用卡，乃至可能会有超低功耗的哀求;为了适宜各种不同的运用，MCU必须拥有精心设计的能量模式，支持MCU去实现电流花费与相应韶光和功能之间的平衡。
”

Microchip公司家电办理方案部IoT营销经理Xavier Bignalet也指出：“现今，连接运用功耗小是必要条件，乃至在有些运用中，电池利用寿命可持续20多年。
”

但值得把稳的是，物联网运用对芯片的低功耗需求并不全是越低越好，不同场景下又有着独特的需求。
瑞萨电子通用办理方案中央综合营销部副部长王均峰在接管采访时指出：“如果详细到物联网运用，每每很难解确区分待机功耗和运行功耗。
由于在物联网设备中，设备大多数情形下是处于待机和事情之间，或者说是高频率地在这两者间转换，以是均匀功耗就变得主要起来。
”

针对这种情形，很多半导体企业在面向物联网开拓低功耗MCU芯片方面投入了很大力度。
“瑞萨16位的L78系列和32位Rx系列等都有低功耗特色。
瑞萨很多产品采取自有内核，在优化功耗的时候拥有更大空间。
此外，瑞萨拥有自有的芯片外设产品，加上拥有自己的生产工厂，在内核、外设和工艺三个方面共同浸染，可以实现产品的低功耗。
”王均峰说。

Oivind Loe也表示：“MCU精心设计的能量模式，能实现电流花费与相应韶光和功能之间的平衡。
这种优化的权衡方法使MCU能够为许多运用供应电流花费、性能、尺寸和本钱的精确组合。
”

改进设计架构是主要降耗路子

详细来看，MCU的功耗水平包括静态功耗、运行功耗两部分。
考虑实际的运用，静态功耗是芯片在就寝或非运作状态下的功耗，而动态功耗即MCU运行时所花费的功率。
末了的系统功耗性能则是打算均匀功耗。
它们的功耗水平都与制造工艺有很大关系，采取何种工艺，决定了产品静态功耗和运行功耗的利害。

此外，一些厂商已从全体架构上进行改进，实现物联网环境下的低功耗。
恩智浦半导体大中华区MICR微掌握器产品市场总监金宇杰表示：“恩智浦在MCU中引入独特的异步构造，在一个MCU等分别集成ARM Cortex A7和Cortex M4内核，可以用M4内核坚持平时的运作，特殊是在待机状态下的运作，保持较低功耗。
”

瑞萨采纳的其余一条路子，也较好地办理了这个问题。
“针对这个需求特点，瑞萨在MCU中引入Snooze模式，可以做到MCU内核待机，外设事情。
即采取Snooze模式时，外设将判断外界指令到来，是否须要内核事情，只有确认这个需求后才会真正唤醒内核，从而使系统的事情效率大幅提升。
”王均峰说。

减少外设功耗，也是降落整体芯片功耗的一个有效路子。
根据金宇杰的先容，恩智浦的产品可以通过API软件，在MCU、MPU完成任务时，把一些不用的接口关掉，从而节省功耗。

Microchip也在外设方面挖掘潜能。
“Microchip的部分8位单片机具有独立于内核的外设，能很好地实现低功耗哀求，仅需很少或无需CPU干预，进一步减少了功耗需求。
此外，如LCD、运放、RTCC、触摸传感、USB、DMA和加密引擎等低功耗外设使MCU的性能提升到了新的水平，尽可能降落系统级功耗。
”Xavier Bignalet说。

应对碎片化的寻衅

物联网最大的特点便是碎片化，如何使MCU芯片适应物联网的运用，也是一个寻衅。
“物联网不仅仅是单一的市场，而是包含了所有垂直市场的领域。
因此，对付物联网设备来说并没有一个通用的规范：可穿着式设备对功耗有严格的哀求;而重工业设备则不苛求低功耗。
可目前的状况是，芯片厂商为了平衡本钱大多采取通用MCU来考试测验涵盖大部分运用。
”Xavier Bignalet指出。

不过，这种状况正在有所改进。
“随着半导体工艺的演进以及物联网运用市场的发展，将来大概会有厂商针对物联网市场开拓出专用的芯片，现有MCU中常用的仿照外设等功能大概会被拿掉，从而专注于算法和连接，在更前辈的半导体工艺下实现更低的功耗及本钱。
大略来说，便是以掌握为紧张功能的MCU和以智能化剖析/连接为紧张功能的物联网芯片大概会分家但又同时共存。
”ARM中国嵌入式运用市场经理耿立锋表示。