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拓展可穿戴、IoT设计差异化,从DSP内核看起

麦迪?? EDNC?? 2014年11月26日 ?? 收藏0
在物联网的时代,终端产品设计会是多种多样的。无论是可穿戴产品、智能家居、汽车电子、消费电子或是工业物联等领域,在对IoT产品进行设计时,确保产品多样性和个性差异化是每个电子设计师时常思考的问题。日前,DSP内核和硅(Silicon)IP授权的主要厂商,美国思华科技(CEVA)在其技术论坛上给出了对于IoT市场的平台架构策略以及对于IoT产品差异化的设计建议。

CEVA市场营销副总裁Eran Briman表示,“作为市场份额第一的DSP IP厂商,全球范围内已有超过55亿颗基于CEVA技术的芯片被广泛应用于各类市场,超过250家业界领先的半导体企业,如博通(Broadcom)、瑞萨(Renesas)、三星、以及中国领先的公司,如瑞芯微(Rockchip)、展讯(Spreadtrum)、中兴通讯(ZTE)等都采用了CEVA授权的DSP或IP内核,并应用到各行各业的电子产品中。随着可穿戴、IoT行业的兴起,很多知名产品也都采用CEVA授权的IP。我们关注到IoT技术中的关键环节包括:互联(Connectivity)、传感(Sensing)、处理(Processing),每个环节有着不同层面的设计挑战,需要更灵活、可扩展、低功耗的架构来满足多样化和差异化的市场需求。”

互联:如何灵活适应多种连接技术?

IoT时代的产品所需具备的最基本特性就是互联互通性,该层面的挑战也来自于越来越多的连接技术标准所带来的困扰。Eran Briman表示,“对于不同地域、不同行业、不同产品所使用的连接标准也不尽相同,对设计人员而言,下一代的产品可能在兼容上一代连接技术的基础上,还需要增添新的连接技术。所以在连接层面,具备灵活性、可扩展性、模块化,可随需求定制的平台来支持各类标准十分重要。”

CEVA给出其IoT连接层面的模块化平台架构建议,包括Wi-Fi、蓝牙、通用硬件加速模块,以及其Teaklite-4的DSP内核(图1)。“该平台具有灵活可扩展的优势,Teaklite-4可以针对不同的连接标准来适配,完成来自不同物理层的处理,针对不同设计可以随意去除某个模块设计,如去掉Wi-Fi模块,而对整体构架不造成影响。对快速的原型开发更为有益,” Eran Briman介绍道,“在数月前,通过并购RivieraWaves公司,CEVA拥有了自己(in-house)的Wi-Fi、蓝牙和低功耗蓝牙 (BLE) 连接性平台IP的完整解决方案。再加上CEVA和合作伙伴共同提供的Zigbee(802.15.4)和PLC方案,使CEVA的连接构架可以支持IoT设备目前主流的几大连接技术。”

图1:CEVA IoT连接技术解决方案
图1:CEVA IoT连接技术解决方案

Eran Briman进一步介绍道,“CEVA目前的Wi-Fi平台是业界小尺寸、低功耗解决方案的标杆。有适用于穿戴式设备的低功耗、价格敏感的Wi-Fi解决方案,也有支持包括智能手机、智能电视等消费类电子的Wi-Fi方案。更有支持高数据吞吐的网关Wi-Fi方案。在蓝牙方面,CEVA蓝牙平台包括有应用于穿戴式设备的Bluetooth 4.x 单模/BLE方案,也有适合智能终端产品的多模方案。 在通信领域,CEVA已在3G/4G-LTE基带领域拥有绝对的优势,CEVA也希望通过此次收购,把优势延续到其它的连接技术中,使半导体客户可以通过CEVA把更多连接技术,如将Wi-Fi、Bluetooth纳入到单颗SoC设计中,这也符合芯片集成度提升的趋势。”

传感:如何发挥低成本传感器价值?

传感能力是IoT设备所需具备的第二特性。据Eran Briman介绍, “在这个层面,功耗控制和处理能力显得尤为重要。IoT设备发展至今所具备感知环境的能力也大大增加,很多设备集成了大量的传感器,所需处理的传感器数据也呈指数上升。但同时随着成本压力的上升,如何能更好的发挥出低成本、低功耗传感器的价值也值得探讨。”

通常低成本、低功耗传感器的传感精度低、噪声水平较高,对系统,尤其是功耗水平的控制和处理能力的增强,提出了更高要求。为此Eran Briman表示,“对于CEVA而言,一方面平台要融合更多的传感器,增强对环境的感知,同时也要通过DSP提升处理能力,来更好的处理这些传感器数据。包括像麦克风、摄像头等较复杂的音视频传感器,对DSP在降噪、图像增强等方面的处理能力的要求也更高。当然对于IoT设备,特别是可穿戴产品需要永远工作(Always-On),也就意味着传感器会随时感应(Always-Sensing),把功耗控制降到最低是另一个至关重要的方面。CEVA提出基于单颗DSP的多传感器技术,不但可以从硬件上支持多种传感器,可以与AP交互,同时软件层面通过合作,也可提供包括传感器融合(Sensor Fusion)、语音触发(Voice Trigger)、手势识别、脸部识别的众多解决方案以及CEVA自己提供的BLE Beacons的解决方案。其中,更值得关注的是,在28 nm HPM应用案例中,同时运行Always-on、Sensor Fusion、语音触发、脸部识别和BLE的情况下,功耗仍能控制在小于150uW的水平,完全可胜任穿戴式产品Always-on的功耗要求。”

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可穿戴? DSP内核? IP授权?

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