了解低功耗藍(lán)牙SOC芯片應(yīng)用需求

評(píng)估低功耗藍(lán)牙SOC芯片時(shí)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(lái)展示他們器件的數(shù)值，但是對(duì)于一個(gè)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(shí)就變得至關(guān)重要。
 
選擇低功耗藍(lán)牙SOC芯片時(shí)，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(duì)平均功耗的合理評(píng)估。此類(lèi)模型通常包括開(kāi)/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(gè)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(shí)的漏電流與85℃或更高溫度時(shí)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(jì)量表，因?yàn)槠湫枰诟邷叵麓_保電池壽命。
 
在25℃時(shí)的低功耗藍(lán)牙SOC芯片的漏電流與85℃或更高溫度時(shí)的漏電流有顯著差異。電流在很大程度上取決于SoC時(shí)鐘頻率。內(nèi)部直流-直流（DC-DC）轉(zhuǎn)換器在3V供電時(shí)的芯片電流。
 
應(yīng)用的另一個(gè)重要元素在于所使用的電池技術(shù)類(lèi)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(gè)SoC的工作電流消耗。一些復(fù)雜的SoC可能會(huì)為射頻和CPU集成獨(dú)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(shì)顯然是只使用一個(gè)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(gè)SoC的工作電流消耗。一些復(fù)雜的SoC可能會(huì)為射頻和CPU集成獨(dú)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(shì)顯然是只使用一個(gè)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(chǔ)器也很重要。低功耗藍(lán)牙終端節(jié)點(diǎn)的一個(gè)常見(jiàn)需求是執(zhí)行軟件的無(wú)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(shí)證明其增加的功耗和潛在的安全問(wèn)題可能比使用片上閃存要高得多。對(duì)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(lái)低功耗藍(lán)牙SOC芯片大幅降低了總工作電流消耗，同時(shí)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(diǎn)。
 
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(shí)，Arm Cortex-M33CPU需要54μA/MHz的功耗。當(dāng)激活同一個(gè)dc-dc轉(zhuǎn)換器時(shí)，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?yàn)樗谴蟛糠止念A(yù)算的來(lái)源，而且當(dāng)?shù)凸乃{(lán)牙SOC芯片必須返回到工作模式時(shí)，保留的RAM可以加快啟動(dòng)速度。從設(shè)計(jì)角度看，低漏電流SRAM的使用能讓芯片設(shè)計(jì)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(gè)關(guān)鍵考量因素是每個(gè)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(shí)鐘門(mén)控和電源門(mén)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(dòng)的，應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員基本上不需要去了解詳細(xì)的信息。