从技术层谈起Cypress的可穿戴战略

　　似乎，可穿戴将取代智能手机掀起下一科技狂潮已然成为业界最为瞩目的事情之一。尽管当下的市场尚未起量，仍旧无法阻挡厂商积极入局展开部署的决心，从核心的电源技术、传感器、MCU及无线，到终端产品形态设计，均呈现积极发展的态势，进一步刺激了对高性能芯片的更大需求。

　　Cypress正是这其中的一员。作为半导体行业的领先企业，目前Cypress正致力于发展物联网、可穿戴设备及智慧家庭方面的技术。鉴此，电子发烧友网特邀请Cypress PSoC市场经理王冬刚先生，一同聚焦于可穿戴技术，解读Cypress的可穿戴战略。

Cypress PSoC市场经理 王冬刚

　　你需要读懂的MCU 3P挑战

　　伴随可穿戴设备功能的日渐丰富，高精度以及低功耗是必须跨越的一道门槛。王冬刚表示，当下MCU面临着三大挑战，我们可以称之为3P——Power、Package、Performance。

　　1、Power（功耗）。对于可穿戴设备来说，电池容量受到设备尺寸限制，通常在200mAH 以下，因此为了让设备拥有更长的续航时间，对芯片功耗提出更大要求。从目前客户的要求来看，平均电流需要20uA以下。

　　2、Package （封装） 。如前文所述，受限于尺寸要求，芯片封装希望越小越好。以微软最新推出的可穿戴产品Band为例，10个传感器内置于18.5mm 的区域里面，以客户需求而言，芯片封装要小于5x5mm， 且集成度越高越好。

　　3、Performance（性能）。性能取决于可穿戴产品的定位，一般中高端诸如手表或者健康类产品主芯片需要主频200MHz以上的CPU。为了降低功耗，可能会使用MCU作为sensor hub，主频在16MHz-80MHz。低端的可穿戴产品一个主频80MHz左右的MCU可以完成胜任主处理功能。

　　综上来看，MCU产品需要对功耗、封装和性能三方面进行优化，即平均功耗要小于10uA，封装5x5mm以下， 甚至2x2mm或更小，而性能在16MHz-80Mhz以满足不同场合的需求。

　　决战可穿戴，MCU低功耗先行

　　功耗问题总是让工程师们非常头疼，若能把这个难题解决好，产品的价值才进一步取得突破，因此在设计中，应如何跨过这道障碍呢？

　　从MCU的供电电压、内部结构、系统时钟和低功耗模式等几方面来降低MCU的低功耗是比较全面的。笔者简要列出了几点降低功耗的设计方法：

　　● 选择简单的CPU内核，切忌一味追求性能，以“够用就好”为原则；

　　● 选择低电压供电的单片机系统，单片机系统的供电电压低，可以有效的降低其系统功耗；

　　● 选择带有低功耗模式的单片机系统，低功耗模式指的是系统的Idle、Stop和Suspend等模式。

　　处于这些模式下的功耗将远远小于正常运行下的功耗；选择合适的时钟方案，时钟的选择对于系统的功耗相当敏感，系统总线频率应当尽量低，从何可降低系统功耗。

　　Cypress PSoC 4系列可编程片上系统是基于ARM Cortex-M0 的CPU，包含了可编程模拟和可编程数字资源，共有5种功耗模式，包括动态、睡眠、深度睡眠、休眠及停止，最低的休眠功耗可低至20nA。

　　BLE是物联网的低功耗无线标准

　　纵观整个市场，2013年销售了12亿个Bluetooth Smart Ready产品，其中包括iPad、iPhone、MacBook、Galaxy、Nexus以及Thinkpad。可以说，BLE是专门为低功耗且基于传感器的产品而设计的。

　　王冬刚表示，可穿戴设备要求极低功耗，且作为手机、平板等终端设备的延伸，需要实现短距离小数据量传输，BLE协议显然非常适合，它实现了100m内的低功耗小数据量无线传输。

　　谈及现阶段无线技术所面临的主要挑战，王冬刚也指出了三点：其一，设计基于传感器的无线无联网系统。设计基于传感器的无线系统时，工程师需要使用多个IC供应商提供的设计工具，无线规范要求复杂的固件开发，比如BLE协议栈、射频威廉希尔官方网站 板的设计等等。其二，设计使用多个IC的系统，会增加其BOM成本。基于传感器的系统要求使用传感器AFE、数字控制逻辑、BLE射频以及MCU。其三，低功耗系统难以实现。无线系统通常使用小容量电池运行，为了优化系统电源，需要谨慎使用低功耗模式。

Cypress的PSoC BLE能有效实现功耗、性能和模拟集成度的完美平衡

　　Cypress PSoC BLE简化了BLE协议栈和配置文件的配置，通过集成Balun以简化射频威廉希尔官方网站 板设计，并集成了可编程AFE和数字逻辑以及CapSense、ARM Cortex-M0 CPU和BLE射频，有效帮助解决上述难题。

PSoC BLE集成了Balun以简化射频威廉希尔官方网站 板设计
 

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