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关键字：IoT 可穿戴 DSP内核 IP授权 计算机视觉
在物联网的时代，终端产品设计会是多种多样的。无论是可穿戴产品、智能家居、汽车电子、消费电子或是工业物联等领域，在对IoT产品进行设计时，确保产品多样性和个性差异化是每个电子设计师时常思考的问题。日前，DSP内核和硅（Silicon）IP授权的主要厂商，美国思华科技（CEVA）在其技术论坛上给出了对于IoT市场的平台架构策略以及对于IoT产品差异化的设计建议。
CEVA市场营销副总裁Eran Briman表示，“作为市场份额第一的DSP IP厂商，全球范围内已有超过55亿颗基于CEVA技术的芯片被广泛应用于各类市场，超过250家业界领先的半导体企业，如博通（Broadcom）、瑞萨（Renesas）、三星、以及中国领先的公司，如瑞芯微（Rockchip）、展讯（Spreadtrum）、中兴通讯（ZTE）等都采用了CEVA授权的DSP或IP内核，并应用到各行各业的电子产品中。随着可穿戴、IoT行业的兴起，很多知名产品也都采用CEVA授权的IP。我们关注到IoT技术中的关键环节包括：互联（Connectivity）、传感（Sensing）、处理（Processing），每个环节有着不同层面的设计挑战，需要更灵活、可扩展、低功耗的架构来满足多样化和差异化的市场需求。”
互联：如何灵活适应多种连接技术？
IoT时代的产品所需具备的最基本特性就是互联互通性，该层面的挑战也来自于越来越多的连接技术标准所带来的困扰。Eran Briman表示，“对于不同地域、不同行业、不同产品所使用的连接标准也不尽相同，对设计人员而言，下一代的产品可能在兼容上一代连接技术的基础上，还需要增添新的连接技术。所以在连接层面，具备灵活性、可扩展性、模块化，可随需求定制的平台来支持各类标准十分重要。”
CEVA给出其IoT连接层面的模块化平台架构建议，包括Wi-Fi、蓝牙、通用硬件加速模块，以及其Teaklite-4的DSP内核（图1）。“该平台具有灵活可扩展的优势，Teaklite-4可以针对不同的连接标准来适配，完成来自不同物理层的处理，针对不同设计可以随意去除某个模块设计，如去掉Wi-Fi模块，而对整体构架不造成影响。对快速的原型开发更为有益，” Eran Briman介绍道，“在数月前，通过并购RivieraWaves公司，CEVA拥有了自己（in-house）的Wi-Fi、蓝牙和低功耗蓝牙 (BLE) 连接性平台IP的完整解决方案。再加上CEVA和合作伙伴共同提供的Zigbee（802.15.4）和PLC方案，使CEVA的连接构架可以支持IoT设备目前主流的几大连接技术。”
图1：CEVA IoT连接技术解决方案
Eran Briman进一步介绍道，“CEVA目前的Wi-Fi平台是业界小尺寸、低功耗解决方案的标杆。有适用于穿戴式设备的低功耗、价格敏感的Wi-Fi解决方案，也有支持包括智能手机、智能电视等消费类电子的Wi-Fi方案。更有支持高数据吞吐的网关Wi-Fi方案。在蓝牙方面，CEVA蓝牙平台包括有应用于穿戴式设备的Bluetooth 4.x 单模/BLE方案，也有适合智能终端产品的多模方案。 在通信领域，CEVA已在3G/4G-LTE基带领域拥有绝对的优势，CEVA也希望通过此次收购，把优势延续到其它的连接技术中，使半导体客户可以通过CEVA把更多连接技术，如将Wi-Fi、Bluetooth纳入到单颗SoC设计中，这也符合芯片集成度提升的趋势。”
传感：如何发挥低成本传感器价值？
传感能力是IoT设备所需具备的第二特性。据Eran Briman介绍， “在这个层面，功耗控制和处理能力显得尤为重要。IoT设备发展至今所具备感知环境的能力也大大增加，很多设备集成了大量的传感器，所需处理的传感器数据也呈指数上升。但同时随着成本压力的上升，如何能更好的发挥出低成本、低功耗传感器的价值也值得探讨。”
通常低成本、低功耗传感器的传感精度低、噪声水平较高，对系统，尤其是功耗水平的控制和处理能力的增强，提出了更高要求。为此Eran Briman表示，“对于CEVA而言，一方面平台要融合更多的传感器，增强对环境的感知，同时也要通过DSP提升处理能力，来更好的处理这些传感器数据。包括像麦克风、摄像头等较复杂的音视频传感器，对DSP在降噪、图像增强等方面的处理能力的要求也更高。当然对于IoT设备，特别是可穿戴产品需要永远工作（Always-On），也就意味着传感器会随时感应（Always-Sensing），把功耗控制降到最低是另一个至关重要的方面。CEVA提出基于单颗DSP的多传感器技术，不但可以从硬件上支持多种传感器，可以与AP交互，同时软件层面通过合作，也可提供包括传感器融合（Sensor Fusion）、语音触发（Voice Trigger）、手势识别、脸部识别的众多解决方案以及CEVA自己提供的BLE Beacons的解决方案。其中，更值得关注的是，在28 nm HPM应用案例中，同时运行Always-on、Sensor Fusion、语音触发、脸部识别和BLE的情况下，功耗仍能控制在小于150uW的水平，完全可胜任穿戴式产品Always-on的功耗要求。”
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