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智慧手機情境感知興起 可編程Sensor Hub方案雙雄較勁

本文作者:廖惠如       點擊: 2013-12-24 09:51
前言:

QuickLogic Lattice這兩家擁有FPGA開發能力的廠商,近年皆致力將可編程功能帶入行動裝置上,日前兩家不約而同針對智慧手機推出感應器集線器(Sensor Hub),標榜小尺寸、低功耗與可編程性,較主流MCU based hub sensor在性價比上更具優勢,究竟雙方解決方案為何,讓我們看下去

 

目前的智慧型手機通常利用微控制器/微處理器上執行的軟體、或固定功能的特定應用標準產品 (ASSP) 來實行感應器融合,這些微控制器或以微處理器為基礎的解決方案並不會在過低的功率下運作,以在不增加電池容量 (在成本、尺寸和重量方面代價高昂) 的前提下,將對電池壽命的影響維持低於 1%。此外,ASSP 解決方案目前並不具備所需的靈活性,無法使用專為情境感知所開發的新演算法。

 

QuickLogic聚焦1%系統功耗解決方案

 

QuickLogic推出的ArcticLink 3 S1為一款適用於行動裝置的超低功耗感應器集線器解決方案平台。S1 平台整合了感應器管理和融合功能、最佳化應用處理器通訊,並透過將功耗降低至約系統電源的 1% 啟用不斷電的情境感知功能。

 

QuickLogic 透過將前端感應器管理的微型編碼狀態機,與即時感應器資料處理的超低功耗複雜指令集電腦 (CISC ) 算術邏輯單元 (ALU),以及可編程邏輯的嵌入式陣列等元件進行耦合,再次創新了感應器集線器架構。新平台可卸載即時管理和計算智慧型手機應用處理器的感應器資料,以達到可在行動裝置中採用下一組感應器使用案例或執行不斷電情境感知功能的功耗水準。OEM 和協力廠商軟體開發者現在可推出許多需要不斷電情境感知功能的應用程式,如計算步數和其他健康和健身監控、行人航位推算/室內導航、消費者行為分析、針對性廣告、即時運動資料收集,以及擴增實境等等。

 

ArcticLink 3 S1 平台整合了一套獨特的 QuickLogic 技術。感應器管理器能執行與多軸感應器通訊的極低功耗 I2C 主介面,如加速度計、磁力計、陀螺儀、環境光感應器和壓力感應器;允許在系統的應用處理器維持睡眠狀態的同時,在極低功耗等級下進行取樣和緩衝多秒的感應器資料。整合的靈活融合引擎 (FFEFlexible Fusion Engine) 是專門設計用於在將感應器資料傳送給主機應用處理器之前,先針對資料進行相關的處理、過濾和解譯。FFE 上所執行的微代碼可編程以實行許多與感應器融合、背景感應器校準和情境變更演算法相關的複雜演算法功能。ArcticLink 3 S1 平台對於高速遊戲和影像穩定應用程式可提供快速回應動作感應功能,並具備可編程的通訊管理器,可最佳化主機應用處理器的資料傳輸。最後,由於 S1 平台是以 QuickLogic 最新超低功耗即時可重新編程邏輯為基礎,該平台可針對不同的 OEM 要求自行定義。

 

除平台外,QuickLogic 還開發了一套軟體工具,即「靈活的融合引擎演算法工具」(FFEATFlexible Fusion Engine Algorithm Tool),為開發人員定義、模擬並將其演算法映射至 FFE正在申請專利的 AL3S1 平台系統解決方案及 FFEAT 工具代表著 OEM 廠商如何在極高能效的執行中部署感應器演算法的模式轉變。

 

萊迪思FPGA情境感知方案強調超小尺寸與超低密度

 

萊迪思半導體推出全新超低密度iCE40 FPGA,提供最具彈性的單一晶片感應解決方案,創造新一代情境感知、超低能耗行動裝置。新增iCE40 FPGA系列產品乃是Lattice併購SiliconBlue後的新品,只需1.4mm x 1.48mm x 0.45mm的空間,即可以平實價格縮小控制板空間與系統複雜度。

 


 

全新iCE40LM FPGA採用硬IP,適用於閃控產生器、I2CSPI介面,為行動市場帶來幾近零延遲標準,建構情境感知系統與即時捕捉功能,讓用戶與環境輸入誤差降至最低。此全新FPGA可協助設計行動產品平台,並依據動態、移動方向、地點及其他環境互動方式,創造豐富的媒體經驗。

 

全新iCE40 FPGA由於體積極小,可在單一晶片中整合各項進階功能,例如IrDA、條碼模擬、服務LED等,亦有邏輯供其他客戶客製化功能使用。此外,相較於傳統處理器方案,萊迪思iCE40LM FPGA解決方案可降低功耗至一百倍,進而提高電池壽命,為終端使用者帶來更多產品價值。

 

萊迪思超低密度系列資深產品經理Joy Wrigley表示,「結合超低主動式電源與全球最小感應管理解決方案,可創造出全新智慧裝置,可感知所在位置與功能。我們不斷投資於封裝技術,進而整合更多功能並縮小系統尺寸,協助OEM廠商在行動系統裡,以平實價格整合更多種類及數量的感應器。情境感知確實改變行動產業局勢,而iCE40LM感應器解決方案可協助設計師創造差異化」。

 

iCE40LM FPGA可使行動裝置系統工程師在各種設計裡只需使用單一簡易平台,即可增加或客製化感應管理功能與能力,新增產品包括iCE40LM 4KiCE40LM 2KiCE40LM 1K FPGA,期功耗極低,在主動模式內不到1 mW

 

此外,在iCE40LP FPGA產品線的iCE40LP 640 FPGAiCE40LP 1K FPGA內,亦增加全新16球晶圓級晶片尺寸封裝 (WLCSP, wafer-level chip-scale ),進一步縮小iCE40系列產品尺寸。新產品採用先進的0.35毫米錫球間矩封裝,僅1.4毫米x 1.48毫米x 0.45毫米,而其輕巧尺寸對物聯網及隨時運作的應用為關鍵配置因素。 

 

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