如何解决物联网设备充电难题



如何解决物联网设备充电难题

随着通信技术，尤其是无线技术正变得越来越先进，世间万物的“智能化”成为了一股无法阻挡的趋势。虽然电视、冰箱和咖啡机已经面世多年，但在最近几年，它们才开始实现与互联网的连接。随着技术的持续进步，未来连接至互联网的“事物”将不可估量。据报告显示，截至2015年2月，连接至互联网的设备数量约为148亿台，到2020年，这一数字将达到500亿。

作为技术发展的新兴趋势，物联网也为半导体行业带来了许多新的机遇和挑战。如何为这些联网设备供电已经成为每个解决方案设计人员需要面临的问题。能量采集和无线电源技术能够帮助实现小型电池或者无电池解决方案，同时还能避免电源线的使用。

由于传感器节点的数量通常多达数十亿个，更换电池所花费的时间和成本是十分巨大的。因此很多无线传感器必须能够自行供电。从周围环境中采集能量成为了首选的解决方案，或者通过提升可充电存储设备的容量来延长电池更换的间隔时间，甚至无需更换电池。目前可以获得的能源多种多样，其中包括太阳能、热能和振动能，甚至是利用周围的无线电频率(RF)供能。TI的电源管理器件能够支持多种采集器、存储器和负载技术，以便从不同能源中尽可能多地采集能量。

物联网也推动了半导体在例如可穿戴设备等低功率电子领域的全新投入。可穿戴设备虽然为个人健身带来了革命性的变化，但是这些微型设备所使用的不同充电线缆和接头也为消费者带来了诸多的不便。无线充电技术不仅可以消除这些烦恼，还能够提升总体用户体验，这也是这项技术逐渐被广泛采用的原因之一。据瑞士信贷集团(Credit Suisse)预测，在未来5年内智能手机将成为可穿戴设备的“私有云”，平均每个用户都会随身携带至少一到两个此类可穿戴产品。技术研究公司则预计，到2016年，可穿戴无线设备市场将会增长到60亿美元。

TI实现更准确的旋转位置感测

德州仪器(TI)推出了具有集成电源、激励放大器和功能安全特性的分解器传感器接口。与市面上的其他解决方案相比，此新装置无需外部元件，即可激励分解器传感线圈，并同时计算旋转电机轴的角度和速率。PGA411-Q1轴角数字转换器的架构能够帮助设计人员提高终端设备的系统精度和稳定性，如混合动力汽车/电动车(HEV/EV)牵引逆变器、电动助力转向系统、集成启停发电机、工业交流(AC)伺服电机控制和机械手臂控制。

开发人员可将PGA411-Q1轴角数字转换器与TI的C2000 F28379微控制器(MCU)及DesignDRIVEPosition Manager技术结合使用，实现功能安全冗余设计。DesignDRIVE Position Manager技术可让工程师获得连接分解器传感器接口所需的基本功能，从而节省工业伺服和交流变频驱动器的开发、支持和测试时间。

TI推出高功率密度DC/DC转换器

德州仪器 (TI)推出12 V、10 A、10 MHz串联电容降压转换器，电流密度超过50 A/cm3，是任何其他12 V功率管理部件或现有解决方案的电流密度的四倍。TPS54A20 SWIFT同步DC/DC转换器具有独特的拓扑结构，可在每相高达5 MHz的条件下高频运作，而无需特殊磁性元件或复合半导体，设计者可在8～14 V的输入和10 A输出应用中使用。通过使用降压转换器和德州仪器的WEBENCH功率设计工具，工程师可获得空间和高度受限的负载点(POL)电信和联网电源设计，从而加快上市速度。该TPS54A20具有一个独特的两相、串联电容DC/DC降压拓扑结构，它将开关电容电路和多相降压转换器集为一体。此电容转换技术可以实现高效、高频操作，同时其尺寸也比传统转换器小7倍之多

扬智科技新款 H.265 混合机顶盒芯片采用MIPS CPU显著提升性能

Imagination Technologies宣布，机顶盒 (STB) 芯片供应商扬智科技 (ALi Corporation) 已正式出货内置 MIPS CPU 的 H.265 片上系统 (SoC)，面向混合电缆、卫星、地面和 IP STB 等应用。MIPS CPU 在 STB 市场拥有稳固的基础，已广泛获得许多产品的采用。

扬智的芯片能为电信运营商与设备制造商提供性能高且具成本效益的解决方案，来开发支持最新技术的下一代 STB 产品。该公司在新款内置 MIPS CPU 的芯片中集成了大容量的 L2 存储，可实现最佳的 HTML5 应用程序性能。此外，新款 SoC 集成了扬智最新的先进安全引擎，满足 CAS 与 DRM 标准，同时也重新设计了用户界面，让开发人员能够在已针对 DTV 和 STB 进行优化设计的多种新操作系统上开发丰富的应用程序。该产品可支持 H.265 高效视频编解码器，芯片能够通过当前有限的带宽连接, 有效地接收 HD 和 UHD 视频内容。

Imagination推动光线追踪技术在虚拟现实设备中的应用

Imagination Technologies和中国3Glasses宣布，两家公司将共同合作，推动光线追踪技术应用于虚拟现实 (VR) 设备中的大众化发展。3Glasses 为深圳市虚拟现实技术有限公司 (Virtual Reality Technology Ltd) 的品牌，在中国已是高度知名的创新 VR 设备供应商。Imagination 的 PowerVR 图形 IP 拥有领先市场的技术能力，可提供硬件光线追踪技术，将光线追踪图形在消费性与移动产品的应用带到全新的境界。

光线追踪技术可实现更具现场感的游戏与应用程序，运用真实世界的动态光线模式能够实现先进的照明效果、柔和阴影 (soft shadow)、栩栩如生的反射与透明效果，这些效果在过去的移动设备上是不可能实现的。Imagination 的 PowerVR Wizard 光线追踪 IP 是移动与消费性图形的下一个重大颠覆式创新，能在移动功耗预算与成本限制下提供令人惊艳的真实感与性能。此外，它还具有高度的可扩展性，应用范围可扩展至包括下一代游戏机等移动设备以外的市场，可为制造商提供独特的差异化特性。

ST简化物联网产品

意法半导体发布了一款性能强大且简单好用的安全单元，其强大的验证功能可保证信息数据的真实性，保护互联网消费电子产品和物联网(IoT)智能硬件的数据安全，防止正品被假冒或高仿。 新产品STSAFE-A100通过安全行业最高标准认证，拥有功能齐全的配套生态系统，将其集成到应用设计，开发人员无需专业的安全技能。

消费电子产品、家用电器、工控设备、基础设施控制系统已经或不久就会连接到物联网。这些设备中有很多是自动控制，无需人工干预。现在这些应用需要先进的电子安全技术保护产品安全，防止黑客骗取、复制、盗取设备信息或滥用设备。意法半导体的新产品STSAFE-A100是一整套安全解决方案，将公司的经过市场检验的银行、电子商务、身份保护电子安全技术 延续到物联网。作为一个提供验证服务并可配合普通微控制器的安全单元，新产品内置嵌入式安全操作系统，并取得银行级安全行业标准Common Criteria EAL5+。

ST安全微控制器让汽车联网拥有更安全的网络环境

接入互联网将给汽车及其车主带来很多服务，例如软件更新、服务软件包、位置信息服务、社交媒体、流媒体娱乐内容和紧急救援，这要求联网汽车必须能够防御互联网攻击，防止盗窃个人数据或破坏汽车重要系统。

意法半导体的新安全微控制器(ST32G512A和ST33G1M2A)利用其市场领先的专有安全技术提供数据保护功能，并通过了世界最严格的汽车产品质量认证标准AEC-Q100认证。在联网汽车上，安全微控制器处理身份验证的方式与手机相似。在ST33G1M2A微控制器内部，不可修改的硬件所实现的附加安全功能可用作嵌入式安全单元，用于提供信任根证书，防止车辆发动机控制单元(ECU)和网关遭受攻击。ST33系列已经过NFC SIM卡和NFC嵌入式安全单元应用市场的检验。

泰克推出PCI Express 4.0测试解决方案

泰克科技为其PCI Express (PCIe)套装测试解决方案提供一系列增强功能，支持16 GT/s数据速率，为业内提供第一个支持PCIe 4.0结构的发射机和接收机自动测试解决方案。

PCIe 4.0技术提高了数据速率，同时也带来了许多全新的测试挑战，如通道损耗大大提高，总抖动预算缩紧，链路培训和定时要求更加复杂。随着设计裕量缩小，准确的特定标准测量解决方案在调试、设计检验和互操作能力测试中发挥着至关重要的作用。泰克最新PCIe 4.0和3.0测试解决方案与DPO70000SX高性能示波器相结合，全面满足了所有上述需求。

ADI推出一款低功耗、高性能的无线电收发器，适合电池供电应用。新型收发器能够实现更加可靠的无线连接，减少重试次数和数据包丢失，还能延长电池寿命。ADF7030-1采用高度灵敏的接收机，具有出色的抗信号干扰能力，并且提供低功耗模式，在休眠模式下的电流达到行业最低。该收发器采用ADI的高级无线电技术设计而成，是物联网(IoT)设备、智能计量、安全和楼宇自动化、工业控制、无线传感器网络用户的理想之选。

新型ADF7030-1 sub-GHz集成式无线电收发器支持窄带和宽带通信，在sub-GHz ISM频段内工作，数据速率为0.1～300 kbps，使用2GFSK调制。该无线电收发器还支持无线M-Bus (WMBUS)协议和基于IEEE 802.15.4g的协议。新型收发器提供出色的接收机灵敏度，最大程度地增加链路预算，支持更大范围小区，具有很高的抗干扰能力，还能提高系统可靠性。ADF7030-1收发器提供智能唤醒功能，提供很低的整体功耗，在电池供电的系统中，它能够延长电池寿命，同时保持出色的RF性能。该器件能够进入低功耗休眠模式，在保留存储器数据的情况下，功耗仅为10 nA。

Dialog推出OpenThread Sandbox开发平台

Dialog半导体公司推出面向OpenThread完整硬件和软件开发平台。OpenThread是Nest发布的Thread网络协议的开源版本，由Nest在Github上发布。Dialog的OpenThread Sandbox开发平台包含了评估和开发工作所需的所有组件，由基于Dialog SmartBond芯片的硬件开发板、SmartSnippets软件开发工具包(SDK)、软件工具和文档组成。

自2014年10月以来，已有超过230个成员加入了Thread联盟(包括Dialog半导体公司)，并有超过30个产品提交并等待认证。OpenThread Sandbox开发平台包含基于Dialog的SmartBond系统级芯片(SoC)的硬件开发板。OpenThread Sandbox开发平台的目标用户是希望使用最新硬件和软件工具探索先进技术的工程师。另外，它还提供了为OpenThread开发添砖加瓦的理想环境。

Dialog半导体公司宣布，其DA9061和DA9062电源管理集成电路(PMIC)现已批量供货。这两款高效、成本优化的 PMIC 能够为广泛的基于处理器的器件供电。相关应用包括手持式消费电子产品、工业级嵌入式、智能家居和汽车系统。DA9061和DA9062 PMIC可使用单颗锂电池或5 V电源供电，可满足系统对处理器核、内存、外设及IO电源的最简要求。每个PMIC都能为单核或双核系统处理器供电，也可与Dialog的多相子-PMIC结合使用，无缝地为内核电流要求大于20 A的完整多核系统供电。

8.5 A DA9062系统PMIC有四个强大的开关式降压稳压器，其中两个可以合并，为核心处理器提供5 A电流。另一个降压稳压器可用于实现高效的DDR3内存终端电阻供电。这些降压稳压器的工作频率为3 MHz，便于使用小尺寸的外部元件。再结合小尺寸QFN40封装，可确保最终产品具有最大功率密度。

Microchip PIC32系列再添新成员

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)发布了公司旗下功耗最低、性价比最高的32位PIC32单片机(MCU)系列新品。此次推出的Microchip PIC32MM系列器件填补了公司旗下热销产品PIC24F XLP系列和PIC32MX系列之间的空白。此外，该系列也是首批集成了独立于内核的外设的PIC32器件，旨在消除CPU的工作负荷从而降低功耗和系统设计成本。Microchip还为PIC32MM系列器件提供了Microchip MPLAB代码配置器(MCC)支持，以便简化和加速设计过程。

如今，物联网(IoT)、消费、工业控制和电机控制领域的嵌入式应用都青睐灵活的MCU产品，希望其功耗更低、性价比更高且尺寸更加小巧。而对于要求功耗低且电池寿命更长的应用来说，PIC32MM系列器件在休眠模式下的电流可低至500 nA。而空间受限型应用则可受益于其4×4 mm的小巧封装。PIC32MM系列器件集成的独立于内核的外设包括可配置逻辑单元(CLC)以及多输出捕捉/比较/PWM模块(MCCP)，后者有助于实现无传感器BLDC电机控制应用。

赛普拉斯助力设计太阳能供电的微型传感器Beacon

赛普拉斯半导体公司推出一款全新的微型无电池传感器Beacon完整参考设计套件，可适用于各种快速增长的物联网(IoT)应用。全新的CYALKIT-E02 太阳能BLE传感器Beacon参考设计套件为开发者提供了一个简单易用的平台，以便设计能够传感周围温度和湿度，并通过蓝牙低功耗连接来传递数据的太阳能无线传感器节点(WSN)。 该参考设计的传感器Beacon直径仅为25 mm，相当于25美分硬币的大小，部署方便，无需维护和更换电池，是智能家庭、商用建筑、工厂以及农业生产环境中监控环境条件的理想选择。该参考套件现已开始接受预定，售价为49美元。

Zytronic发布针对触控传感器的力量感测技术

Zytronic宣布，其触控传感器的感应力，可以使自动取款机、服务终端、游戏终端和互动视频墙等应用区分软或硬触摸。力或压力感应在智能手机和平板上变的可行。Zytronic 作为行业先驱，积极将其应用于金融、零售、游戏、工业和其他商业触摸屏程序中。Zytronic 的方法基于对被触摸区域的测量，其改变了传感器上相对接触的电容信号电平。这消除了玻璃面板上用来测量所受力或压力时对压电或其它结构层的需求。

开源管理程序可高效利用MIPS CPU的硬件虚拟技术

Imagination Technologies 和 Kernkonzept 宣布，最新版的开源 L4Re 管理程序现在已可支持 Imagination 内置 OmniShield安全技术的 MIPS CPU。体积小巧的 L4Re 管理程序由 Kernkonzept 负责维护，能够充分利用 MIPS CPU 中的硬件虚拟化技术，以实现更高效率的内容切换以及更佳的CPU周期利用，进而提升应用程序性能。

Imagination的 OmniShield 技术已内置于最新的 MIPS CPU 以及其它的处理器系列中。运用硬件虚拟化技术，它可在单一 SoC 中建立多个域。L4Re 操作系统可与 MIPS CPU 理想匹配：它能与需要整合多个应用程序、而且每个应用程序都有不同的安全或即时需求的系统良好运作。结合支持 OmniShield 的 MIPS CPU，L4Re 管理程序可使多个分立的客户端程序在相同的主机上执行、授权存取片上的资源、优先使用共享资源、配置与管理来自外部来源与周边的中断服务等。

MATLAB简化控制系统设计

MathWorks推出了用于控制系统分析和设计的全新更新应用程序。作为2016a 版本的一部分，Control System Toolbox 现在新增了Control System Tuner应用程序，工程师可使用该应用程序自动调节MATLAB和Simulink中的 SISO 或 MIMO 控制系统。Control System Toolbox同时还引入了一个用于计算和比较降阶模型的全新应用程序。Model Reducer 应用程序有助于用户以交互方式简化线性时不变模型，同时保留了对应用程序而言至关重要的模型动态。工程师可以使用Model Reducer应用程序删除能量贡献率低的状态，选择重要模式并删除近极点/零点对。

R2016a还包含经过重新设计的Control System Designer应用程序。现在，工程师可以将波特图、根轨迹图和闭环阶跃响应图等图形合并到一个窗口中并比较多个控制器的设计。

美高森美公司宣布SparX-IV以太网交换芯片产品系列中的最新成员VSC7440 SparX-IV-34，经设计实现更高成本效益、更小外形尺寸和更低功耗的2.5 G和10 G以太网联网解决方案。这个完全L2/L3管理型 (managed) 以太网交换芯片具有最多10个端口，支持1G、2.5 G和10 G以太网端口组合，面向包括中小型公司(SMB)、中小型企业(SME)和工业以太网应用的企业网络，提供了灵活且功能丰富的解决方案。

(责任编辑：芦潇静)