利用SureCore的超低功耗內(nèi)存實(shí)現(xiàn)下一代智能可穿戴設(shè)備

謝菲爾德 (英國), 5 October,2021 –隨著可穿戴電子產(chǎn)品和耳機(jī)市場的急劇增長，芯片架構(gòu)師們?cè)噲D為其增加更多的功能或“智能”，以創(chuàng)造產(chǎn)品的差異化。這些額外的智能意味著設(shè)計(jì)人員需要向芯片添加更多的嵌入式存儲(chǔ)器，從而導(dǎo)致功耗需求增加。在某些設(shè)計(jì)中，這些存儲(chǔ)器的功耗需求甚至可占設(shè)備總功率的 50%。對(duì)于受限于外形尺寸的電池供電的產(chǎn)品來說，這給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造可行產(chǎn)品帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

“這就是我們的 EverOn 超低功耗存儲(chǔ)器讓這些設(shè)計(jì)變得可行的地方，因?yàn)樗鼈冃枰墓谋葮?biāo)準(zhǔn)‘現(xiàn)成’的存儲(chǔ)器低 50%”，sureCore 的首席執(zhí)行官保羅.威爾斯(Paul Wells )解釋說---sureCore是一個(gè)超低功耗嵌入式存儲(chǔ)器方面的專家。“設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，額外功能的功耗是對(duì)下一代設(shè)備的真正制約，因此，我們正在為智能手表、健身追蹤器和耳機(jī)等簽署多項(xiàng)許可協(xié)議。我們的 SRAM IP 在“先進(jìn)工藝代工廠”中經(jīng)過硅驗(yàn)證，使客戶能夠最大限度地減少功率需求的增加并加快上市時(shí)間”。

利用低電壓來降低運(yùn)行功率的設(shè)計(jì)方法，正變得越來越普遍。這是根據(jù)程序處理的需求，動(dòng)態(tài)地降低工作電壓來實(shí)現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)邏輯單元經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)，可以在很寬的電壓范圍內(nèi)工作，通常接近閾值電壓。然而，現(xiàn)成的 SRAM IP 只能在工藝標(biāo)稱電壓附近運(yùn)行。如果將兩者集成在同一芯片上，就意味著有兩個(gè)不同的電源軌和電平轉(zhuǎn)換電路，為了給存儲(chǔ)器和用來處理不同電壓域之間信號(hào)交叉的電路提供更高的電壓，這會(huì)產(chǎn)生很大的功耗。 這無疑增加了設(shè)計(jì)及其驗(yàn)證的復(fù)雜性，同時(shí)也增加了芯片的面積。

然而，EverOn? SRAM IP 正是專門為這種類型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。在這些系統(tǒng)中，電壓經(jīng)過調(diào)整以節(jié)省功耗---從工藝標(biāo)稱工作電壓一直到維持電壓(retention voltage)，有效地規(guī)定了可能的最低工作電壓。在領(lǐng)先的 40 納米工藝技術(shù)中，這意味著從 1.21V 降至 0.6V，無需任何額外的電路。因此，可以根據(jù)操作的性能要求，動(dòng)態(tài)地上下調(diào)整芯片的電壓以節(jié)省功耗。例如，這可能是從高性能模式到低性能模式，甚至是等待喚醒事件的監(jiān)控狀態(tài)，這使得芯片設(shè)計(jì)變得更簡單。相比之下，調(diào)整傳統(tǒng)內(nèi)存的芯片電壓要復(fù)雜得多，雖然邏輯部分很容易下降，但內(nèi)存電壓仍需要保持在一個(gè)較高的工作電壓上。

現(xiàn)成的 SRAM IP 優(yōu)化通常追求高密度或者高速度，而不是對(duì)功率進(jìn)行優(yōu)化。然而如上所述，這對(duì)可變電壓、功率優(yōu)化系統(tǒng)的集成提出了挑戰(zhàn)。EverOn? 通過使用sureCore 獲得專利的SMART-Assist? 電路來實(shí)現(xiàn)工作電壓的靈活性，該電路是IP 的一部分，從而大大簡化了集成和驗(yàn)證要求。因此，與傳統(tǒng)方法相比，這種方法是架構(gòu)師實(shí)現(xiàn)高達(dá) 50% 節(jié)能的有效策略。

“能夠簡單地、動(dòng)態(tài)地降低芯片電壓是節(jié)能的關(guān)鍵” ，sureCore 的 首席技術(shù)官托尼.斯坦斯菲爾德(Tony Stansfield )解釋說，“因?yàn)楣β逝c電壓的平方成正比。例如，如果電壓從 0.9V 降到 0.6V，約減少一半的功耗。在電池供電的設(shè)備中，低功耗至關(guān)重要，因此在具有大量內(nèi)存的設(shè)計(jì)中，這種節(jié)省量是有重要意義的。讓設(shè)備“更智能”是一種持續(xù)的驅(qū)動(dòng)，然而更智能就意味著增加內(nèi)存量，所以這些內(nèi)存的功耗必須是精確設(shè)計(jì)的，才能使功率預(yù)算和電池容量計(jì)算正常工作。EverOn 超低功耗內(nèi)存使下一代智能的電池供電設(shè)備變得可能”。