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處理器/DSP  

創新架構感測器中樞提供更低功耗與更高靈活性

上網時間: 2013年12月04日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:感測器中樞  QuickLogic  功耗  CISC  靈活性 

在智慧型手機、平板電腦,甚至最新的智慧手錶等各種行動裝置中,各種感測器元件早已經是不可或缺的基本配備;除了最基本的加速度計、陀螺儀,近來更進一步加入了磁力計、大氣壓力計、溫溼度感測器、手勢感測器等感測裝置,以支援更多先進功能,例如健身、室內導航、安全監控⋯等等。

為了處理來自各種感測器的運算資料、避免加重行動裝置應用處理器的負擔,並於支援各種隨時開啟(不斷電)的感測器功能同時、又不增加系統功耗,在裝置內額外加入一顆感測器中樞(sensor hub)元件儼然成為潮流趨勢,包括三星(Samsung) Galaxy S4以及蘋果(Apple)最新推出的 iPhone 5S 等旗艦智慧型手機內,都可見到該類元件的影子。

智慧型手機內建感測器越趨多樣化。
智慧型手機內建感測器越趨多樣化。

不同於市面上大多數採用微控制器(MCU)或ASSP元件的感測器中樞方案,可編程CSSP 解決方案供應商 QuickLogic 推出了一款以複雜指令集(CISC)架構為基礎的感測器中樞平台ArcticLink 3 S1,號稱能在滿足元件功耗低於系統電源 1% 的前提下,為客戶提供更大的開發靈活性。QuickLogic 表示,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ASSP 來實行感測器融合,這些解決方案無法在過低的功率下運作,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 透過將前端感測器管理的微型編碼狀態機,與即時感測器資料處理的超低功耗CISC運算邏輯單元(ALU),以及可編程邏輯的嵌入式陣列等元件進行耦合,打造出創新的感測器中樞平台;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測器資料,以達到可在行動裝置中採用下一組感測器使用案例,支援OEM 和第三方開發商所推出的、各種需要不斷電情境感知功能的應用程式,如健身監控、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。

各種感測器中樞方案的優缺點
各種感測器中樞方案的優缺點

ArcticLink 3 S1 平台的感測器管理單元能執行與多軸感測器通訊的極低功耗 I2C 主介面,如加速度計、磁力計、陀螺儀、環境光感測器和壓力感測器;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測器資料。整合的靈活融合引擎 (Flexible Fusion Engine,FFE) 是專門設計用於在將感測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測器融合、背景感測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」(Flexible Fusion Engine Algorithm Tool,FFEAT),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測器演算法的模式轉變。





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