架構(gòu)革新促進(jìn)性能突破性飛躍

電子行業(yè)中，創(chuàng)新是永恒的話題，各行業(yè)、各部門的工程師都在努力嘗試突破功能與性能的極限。而在各個層面的創(chuàng)新中，當(dāng)屬架構(gòu)性創(chuàng)新最具有想象力和突破力，想要實(shí)現(xiàn)架構(gòu)性創(chuàng)新，不僅需要顛覆傳統(tǒng)思維，大膽將各種概念組合應(yīng)用，這背后更是深藏著對產(chǎn)品和應(yīng)用的深刻理解。前不久有四款產(chǎn)品憑借架構(gòu)性的改變革新了行業(yè)性能新標(biāo)桿，在此一并分享給讀者。

GreenPAK，將數(shù)十個分立器件集成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)封裝

GreenPAK系列是一次性的非易失性存儲器(NVM)可編程混合信號模塊，能把常見的分立式模擬和數(shù)字IC、以及無源器件進(jìn)入單一的、2.5x2.5毫米的GreenPAK模塊中(尺寸與SOT23相當(dāng))，從而大量節(jié)省板空間、功耗和成本。另外，GPAK Designer軟件與原理捕獲軟件類似，允許工程師快速的在幾分鐘將其現(xiàn)有的原理圖映射到GPAK內(nèi)部元件里。

與該系列產(chǎn)品搭配使用的是GPAK Designer軟件，可控制一個USB混合信號發(fā)生器來為芯片產(chǎn)生實(shí)施信號?！翱蛇x的USB示波器還可以記錄實(shí)時(shí)信號。而這些，通過普通筆記本就能夠完成，你甚至可以在飛行途中完成你自己的芯片設(shè)計(jì)！” CEO Dr. Ilbok Lee表示。目前該工具和設(shè)計(jì)樣品都可以免費(fèi)提供給客戶。

GreenPAK 2的廣告詞就是 “在20分鐘內(nèi)集成20個元器件進(jìn)去，且只花20美分”。在被問及是否需要非常大的量才能定制時(shí)，Silego公司SVP & COO Chen-Yu Wang指出，“3K的量我們就可以做，而且周期非常快，僅需要1～2周時(shí)間。”

“我們的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的時(shí)候留的裕量很大，做好晶圓后不用測試——因?yàn)榱悸屎芨?，我們都是直接進(jìn)行封裝后再進(jìn)行測試，這樣就節(jié)省了制造周期和成本?！彼a(bǔ)充道。
GPAK已被廣泛的用于電源時(shí)序、傳感器接口及照明控制等應(yīng)用中?！拔覀兡壳暗闹饕蛻艏性赥ier1的系統(tǒng)廠商，甚至包括一些白家電廠商。” 該公司CEO Dr. Ilbok Lee透露，“2009～2013年期間Silego的CMIC產(chǎn)品復(fù)合成長率(CAGR)高達(dá)46%，今年出貨量將達(dá)五億顆，并預(yù)計(jì)會增至7億顆的銷售量。

另外，GPak也有三個系列，管腳數(shù)分別為8pin、12pin和20pin，可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)來選擇，靈活的管腳數(shù)目甚至可以允許客戶在一個板上使用多顆GPak。

狀態(tài)機(jī)做Sensor Hub，實(shí)現(xiàn)奇低功耗

針對智能手機(jī)上使用越來越多的傳感器，業(yè)界已經(jīng)有一個通用的做法就是增加一個專門的控制器來構(gòu)成Sensor Hub結(jié)構(gòu)，代表廠商包括Atmel、ADI、ST等，但大部分現(xiàn)有的方案都是基于MCU的架構(gòu)。

“傳統(tǒng)這種架構(gòu)有兩個缺點(diǎn)，一個是功耗高，一個是ASSP方案缺乏靈活性，沒法為新的情境感知開發(fā)新的算法?！盦uickLogic公司CEO Andy Pease指出。不同于MCU架構(gòu)，QuickLogic的方案則是通過編碼狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，革新了Sensor Hub的架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)奇低的功耗與更高的靈活性。而狀態(tài)機(jī)又與FPGA不同，不追求高速運(yùn)算，只需要足夠的計(jì)算能力即可，進(jìn)而最佳的優(yōu)化功耗。

QuickLogic的這款A(yù)rcticLink 3 S1，主要是用于手機(jī)的超低功耗Sensor Hub，在啟用不間斷的情景感知功能時(shí)，所需功耗僅為系統(tǒng)功耗的1%！與其他主流廠商幾個到十幾個mW的功耗相比，該方案的功耗僅為0.2mW！

圖1：ArcticLink 3 S1的內(nèi)部架構(gòu)。

如圖所示，該平臺中整合了三個模塊：一個是傳感器管理器，通過I2C來管理多種傳感器，如加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、環(huán)境光感應(yīng)器和壓力感應(yīng)器；一個是處于專利申請狀體的靈活融合引擎(FFE)，用于將接受到底傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其內(nèi)部采用了有限狀態(tài)機(jī)CISC算法邏輯單元來處理所有傳感器數(shù)據(jù)；另外還有一個通信管理器用于與應(yīng)用處理器的數(shù)據(jù)傳輸。

這次會議上QuickLogic公司給每位記者桌面放了一個移動電源，但Pease拿起這塊移動電源說道，雖然今天給大家送了一塊移動電源作為小禮物，但我們Sensor Hub的目標(biāo)是，“消滅移動電源”！