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怎样设计一款可穿戴SoC

发布时间:2021-01-20 18:05:55 阅读: 来源:板式换热器厂家

可穿戴设备时常遇到一个致命的问题:电池续航太短。一些开发者把这归咎于专为可穿戴设计的SoC的缺乏。笔者之前的一篇文章也有提到,目前很多可穿戴设备仍使用改版的手机和平板处理器。

那么,如果开发者能够设计自己的可穿戴SoC,首先会考虑的是什么呢?

在系统层面,系统设计师首先需要对屏幕重新考虑。Forward Concepts的总裁Will Strauss表示,手机上最耗电的部分就是屏幕。因而“如果不需要用到彩色就改用黑白屏”的做法是可取的,其它电量浪费包括“身边没有热点,WiFi却开着。”

在芯片层面,Linley Group的首席分析师Linley Gwennap把“高性能应用处理器”称为主要的电量杀手。拥有4个或8个核心的处理器,特别是那些大的核心,比几年前那些单核或双核处理器要耗电得多。他认为选择一款低能耗处理器(CPU,DSP)与无线通讯(蓝牙、WiFi、移动信号)的组合应该是可穿戴SoC的首要问题。

Ceva的营销副总裁Eran Briman也认为应该抛弃多核处理器,他表示使用一个多功能DSP核心加上一个小MCU/CPU的组合可以是可穿戴SoC的设计方法。

DSP+MCU的基本原理是让DSP来负责“永久语音”的任务。而当需要时,DSP会触发MCU运行,从而在整体上减少电量消耗。

Ceva的DSP平台支持“always-on功能和低能耗连接,这两点对可穿戴设备十分关键。”

让DSP实现“永久语音”

先来看看屏幕熄灭状态下主要的耗电任务有哪些。根据Briman的解释,这包括蓝牙低能耗,传感器集合,永久语音和永久摄像头(脸部识别,手势)功能。如果一个单一的DSP核心——运行能耗非常低——可以做到这些功能。这将大幅度降低为物联网、可穿戴和无线音频设备所设计的芯片的成本、复杂度和功耗。

Moto X是第一款让DSP负责always-on功能的移动设备,其使用了德州仪器生产的C55 DSP来运行低功耗语音识别。当听到语音时DSP会激活应用处理器。

Always-on到底有多耗电

“Always-on显然并不是主要的电量杀手,但如果没有合理的实现,这可能会降低约10%的电池续航时间,”Gwennap表示。“未来设备的目标是把它的电池续航影响降低到2%或更低。”

Moto X并不是唯一一款通过使用DSP处理Always-on功能来应对续航问题的移动设备,包括iPhone 5S和Galaxy S4/S5在内都有always-on的传感器中心。只不过它们没有Moto X的语音激活功能。Qualcomm和Audience也在用DSP来实现always-on功能。对没有语音交互的可穿戴设备来说,MCU传感器中心是个不错的解决方法,而DSP对语音是不可或缺的。

为了解释其DSP是如何降低功耗的,Ceva提供了一个例子,一款带有麦克风、摄像头和运动传感器的智能手表,Gwennap表示手表中的DSP可以持续接收语音,持续识别人脸,持续监控传感器,并控制与远程设备的蓝牙连接。它还能处理一些简单的屏幕,比如保证时间的准确性。

Briman对EE Times表示他们这款DSP实现所有上述功能的功耗只有0.15 mW。Ceva预计使用其TeakLite-4 DSP的“用户中心的物联网”设备(与人交互的)将在年底或明年初上市。

(责任编辑:meng)

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