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可穿戴设备开发跟不上?用SoC试试看!

时间:06-21 来源:电子发烧友网 点击:

为了解决这些问题,多家厂商推出了基于片上系统(SoC)架构的设备。这些设备不仅内置一个控制器,而且还包含可用于实现大多数基本AFE和数字功能的模拟和数字系统。其中一款控制器就是基于赛普拉斯可编程片上系统(PSoC)架构的PSoC 4 BLE。该款SoC专为可穿戴市场而设计,包含一个8-MHz ARM®Cortex®M0 CPU、众多可配置模拟和数字资源和一个内置的蓝牙智能子系统(参见图5)。

  图5:PSoC 4 BLE在一个封装中内置了处理器、存储器件、连接器件、电源管理器件以及模拟和数字资源

32 位 32 bit
Cpu和内存 CPU & memory
读取加速计 Read accelerator
SRAM控制器 SRAM controller
ROM控制器 ROM controller
系统互连(单层AHB) System interconnected (Single layer AHB)
系统资源 System resources
电源 Power
睡眠控制 Sleep control
时钟 Clock
时钟控制 Clock control
复位 Reset
复位控制 Reset control
测试 Test
DFT逻辑 DFT Logic
DFT模拟 DFT analog
活动/睡眠 Active/sleep
深度睡眠 Deep sleep
休眠 Hibernate
外设 Peripherals
外设互连(MMIO) Peripheral interconnect (MMIO)
可编程模拟 Programmable analog
可编程数字 Programmable digital
高速I/O矩阵 High speed I/O matrix
IO子系统 IO subsystem
端口接口与数字系统互连(DSI) Port interface & Digital system interface (DSI)
蓝牙低能耗子系统 Bluetooth low energy subsystem
Ble基带外设 Ble baseband peripheral
IO:天线,电源,石英振荡器 IO: Antenna/power/crystal


  在模拟前端,该器件配有4个未配置的运算放大器、2个低功耗比较器、1个高速SAR ADC和一个面向用户接口应用的专用电容式感应模块。在数字方面,它配有2个可用于实现I2C/UART/SPI协议的串行通信模块(SCB)、4个16位硬件定时器计数器PWM(TCPWM)和4个可用于在硬件中实现数字逻辑(如同FPGA)的通用数字模块(UDB)。

  为了展示SoC架构的优势,让我们看一看图4所示的心率监测器使用PSoC 4 BLE后发生了哪些变化(参见图6)。在这个版本中,SoC使用其内部资源实现了所有功能。在该控制器以外,只需要几个无源组件和一个用于驱动LED、隶属于射频匹配网络的晶体管。这种集成架构消减了BOM成本和PCB尺寸,同时还能让设计人员控制AFE的功耗。

  图6:手环心率检测器的SoC架构消减了设计的尺寸、BOM成本和复杂程度。

充电PWM Charging PWM
显示时钟 Display clock
显示 Display
射频匹配网络 RF matching network
充电器时钟 Charger clock
段式LCD Segment LCD

  除了这些优势之外,使用SoC架构还有助于缩短产品的上市时间,原因如下:

  随时可用的固件IP可为系统开发提供支持。

  由于各个模块属于同一个芯片,它们能够相互配合,而且不会产生时延。开发人员无需担忧如何对接它们、检查它们的逻辑电平或解决互操作问题。所有这些问题都已在器件内部得到解决。

  可配置的环境可灵活地整合最后一分钟的设计变更。

  在某些设计中,一个Cortex-M0内核可能不足以满足处理能力要求。在这种情况下,可以使用一个Cortex-M3内核(如PSoC 5LP)来处理系统相关功能, 使用一个蓝牙智能SoC(如PSoC 4 BLE)来控制蓝牙通信以及AFE和数字逻辑。

智能手机等支持蓝牙智能协议的设备的日益普及以及蓝牙智能技术的低功耗优势使得蓝牙智能成为可穿戴产品的事实标准。蓝牙智能可在所有协议层实现低功耗设计,而且作为一种标准协议,它还支持互操作性。通过利用面向可穿

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