了解低功耗藍(lán)牙SOC芯片應(yīng)用需求

評估低功耗藍(lán)牙SOC芯片時考慮應(yīng)用需求是很重要的。大多數(shù)供應(yīng)商都試圖以負(fù)責(zé)任的態(tài)度來展示他們器件的數(shù)值，但是對于一個可能要支持多種不同應(yīng)用的器件而言，所提供的數(shù)值顯然不可能適合所有應(yīng)用案例。在這種情況下終端應(yīng)用的知識就變得至關(guān)重要。
 
選擇低功耗藍(lán)牙SOC芯片時，工作電流和睡眠電流是關(guān)鍵指標(biāo)。必須將這些電流數(shù)值置入與應(yīng)用環(huán)境緊密匹配的模型中，以產(chǎn)生對平均功耗的合理評估。此類模型通常包括開/關(guān)占空比，我們知道低占空比更適合使用具有最低深度睡眠電流的SoC，而高占空比則更適合具有最低工作電流的SoC。
 
另一個重要參數(shù)可能是終端產(chǎn)品的環(huán)境溫度。低功耗藍(lán)牙SOC芯片在25℃時的漏電流與85℃或更高溫度時的漏電流明顯不同。高溫下的漏電流是工業(yè)應(yīng)用中的關(guān)鍵選擇標(biāo)準(zhǔn)，例如子計量表，因為其需要在高溫下確保電池壽命。
 
在25℃時的低功耗藍(lán)牙SOC芯片的漏電流與85℃或更高溫度時的漏電流有顯著差異。電流在很大程度上取決于SoC時鐘頻率。內(nèi)部直流-直流（DC-DC）轉(zhuǎn)換器在3V供電時的芯片電流。
 
應(yīng)用的另一個重要元素在于所使用的電池技術(shù)類型（在電池供電的終端產(chǎn)品中）。電池要為集成在最新低功耗藍(lán)牙SOC芯片中的片上DC-DC轉(zhuǎn)換器供電。使用DC-DC轉(zhuǎn)換器將顯著降低整個SoC的工作電流消耗。一些復(fù)雜的SoC可能會為射頻和CPU集成獨立的DC-DC轉(zhuǎn)換器。這種做法提供了一種優(yōu)化的解決方案，但趨勢顯然是只使用一個轉(zhuǎn)換器，從而最小化SoC的成本。
 
使用dc-dc轉(zhuǎn)換器將顯著降低整個SoC的工作電流消耗。一些復(fù)雜的SoC可能會為射頻和CPU集成獨立的dc-dc轉(zhuǎn)換器。這種做法提供了一種優(yōu)化的解決方案，但趨勢顯然是只使用一個轉(zhuǎn)換器，從而最小化SoC的成本。
 
最后了解如何使用片內(nèi)或片外存儲器也很重要。低功耗藍(lán)牙終端節(jié)點的一個常見需求是執(zhí)行軟件的無線（OTA）更新。根據(jù)傳輸?shù)墓碳诚竦拇笮?，使用外接閃存可能成本更低。但事實證明其增加的功耗和潛在的安全問題可能比使用片上閃存要高得多。對OTA更新進(jìn)行詳細(xì)分析將有助于確定最合適的內(nèi)存物料清單。
 
近年來低功耗藍(lán)牙SOC芯片大幅降低了總工作電流消耗，同時保持了更低的深度睡眠電流。原因是硅技術(shù)從較大的尺寸遷移到了更優(yōu)化的工藝節(jié)點。
 
例如當(dāng)禁用片上dc-dc轉(zhuǎn)換器而從片上閃存運(yùn)行Coremark時，Arm Cortex-M33CPU需要54μA/MHz的功耗。當(dāng)激活同一個dc-dc轉(zhuǎn)換器時，相同的操作僅需要37μA/MHz的功耗。
 
在深度睡眠模式下，保留的ram至關(guān)重要，因為它是大部分功耗預(yù)算的來源，而且當(dāng)?shù)凸乃{(lán)牙SOC芯片必須返回到工作模式時，保留的RAM可以加快啟動速度。從設(shè)計角度看，低漏電流SRAM的使用能讓芯片設(shè)計人員將深度睡眠電流保持在1μA范圍內(nèi)。選擇低功耗藍(lán)牙SOC芯片的另一個關(guān)鍵考量因素是每個SRAM的大小可能有所不同。選擇保留RAM大小的能力將有助于最小化深度睡眠模式的功耗。
 
最后時鐘門控和電源門控技術(shù)的結(jié)合使低功耗藍(lán)牙SOC芯片可以根據(jù)其工作模式完全關(guān)閉設(shè)備的某些功能。這些功能的激活是自動的，應(yīng)用開發(fā)人員基本上不需要去了解詳細(xì)的信息。