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物联网专用集成电路设计

2015年2月9日,anysilicon

因为每个人都在试图弄清楚物联网(IoT)将会是什么样子,以及如何连接的事情将工作,我想解决许多人的问题:为什么设计自己的集成电路(IC),而不是仅使用现成的处理器,写软件并完成?

简而言之,因为它给你最好的计算功率超过功耗率,以及支持其中一个或另一个的灵活性,允许您创建超低功耗设备。

PEOPL E(c)2006 valley_free_radio  -  flickr的低功率
低权力的人民e(c) 2006 valley_free_radio - Flickr

但首先,考虑一下这个。软件比硬件更容易生产(因为很多原因,比如你不需要一个实际的工厂),看看智能手机和平板电脑上可用的应用程序的数量,而不是设备型号的数量。这就是为什么你应该更喜欢软件而不是硬件当你没有特定的约束条件时(顺便说一句,这就是云如此伟大的原因,你不关心底层平台,你的软件就在那里运行)。

但这就是问题所在,不是吗?物联网是由真实的、物理的东西组成的,这些东西可能不会插在墙上的插座上。虽然每天给手机充电是可以接受的,但如果你买的每件东西都要充电,那生活就会变成地狱。

温度计(c) 2011 pedrik - Flickr
温度计(C)2011 Pedrik - Flickr

让我给你一个这样的东西的例子(事实上,这是我告诉我的母亲为什么物联网将是很棒的例子)。想象一下,在你的公寓/房子的每个房间里都有微型的温度传感器,也许还会加上存在感测器,所有的数据都会反馈到你的中央加热器上。然后加热器根据过去和现在的数据(顺便说一下,它甚至可以检测泄漏,例如,如果一个窗户开始泄漏空气)决定加热哪个房间多长时间。这样就不会浪费能量,而且到处都是均匀的温度。当你走进一间无人居住的房间时,该系统会自动检测到,并开始为你的客人营造温暖舒适的房间。很整洁的,对吧?

理想情况下,你会希望这样一个系统永远持续下去,但现在我们假设10年就够了。10年意味着需要一种包括无线发射机在内的超低功率芯片。认为每一件事都使用230 mAh的CR2032电池,它每天醒来一分钟每小时十年,它将限制在当前157µ那段时间= 230 mAh /(10 * 365 * 24/60)(这是说明性的,我们假设备用不消耗任何东西)。如果你对低功耗无线传输感兴趣,请看本文。它说单个蓝牙智能数据包(具有20个字节有效载荷)将仅消耗49μA,因此它适合我们的电源信封。

小处理器旁边的电池(c) 2014 IMEC
小处理器旁边的电池(c) 2014 IMEC

设计ASIC(应用程序特定集成电路)并不一定意味着您必须设计自己的处理器。首先,你可能不是需要完全(所谓的NOCPU系统)的处理器,如在我所描述的温度传感器中。其次,如果您确实需要处理器,您可以随时为微处理器或微控制器IP(知识产权)核购买许可证。搜索“处理器IP”以获得想法,或购买这个报告(除非您有5K次备用,否则我推荐前解决方案)。或者您可以设计一个非常简单的基本处理器,如果您愿意,这是你的硅,所以你可以做任何你想做的!

那么是什么阻止你从开始学习电路设计/硬件设计?请在下面发表评论!

这是一个由Matthieu Wipliez的客座文章Synflow一家以欧洲为基础的创新EDA公司。

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