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QuickLogic实现传感器全SoC

QuickLogic专注于传感器融合已经有一段时间了,我们已经看到了他们的ArcticLink解决方案在过去.第一个版本由硬逻辑、专用微码处理器和FPGA结构的组合组成。重点是低功率。

显然,这已经足够让他们加倍投资了。但他们的新SoC是不同的,他们给了它一个新的名字。虽然旧设备被称为ArcticLink,但他们现在将他们的新设备命名为EOS(以黎明女神的名字命名)。

它的目标是手机和可穿戴设备,它是基于这样一个事实,即新的算法(语音触发、室内导航、运动补偿心率等)需要在10-20 MIPS的范围内(随着功能的增加而增加),而10mw是原始设备制造商不想超过的魔法界限。所以问题是,有多少这样的功能可以实现,并且仍然保持在电力预算之内?

让我们从高层次开始。旧设备只是大系统中的奴隶;您需要系统中的主机。相比之下,EOS可以独立生存——这是他们为可穿戴设备吹捧的一个功能,在可穿戴设备中,组件的数量和功耗都特别微妙。

因此,EOS由arcticink拥有的东西(下面用不同深浅的绿色表示)以及其他一些允许设备自主的块组成。在功能上,无论它是否与其他设备配套,这都是为了充当系统的“永远在线”管理器,因为他们声称它将比任何基于微控制器的传感器中心消耗更少的能量。因此,即使它位于带有集成传感器集线器的应用处理器旁边的手机中,EOS也旨在处理永远在线的传感,因为它比集成集线器消耗的能量更少。

EOS_ -_Block_Diagram_2_cr.jpg

(图片由Quicklogic提供)

总结框图中的新元素:

  • 黄色的块是用于运行通用软件和操作系统(如果需要的话)。由于手机和可穿戴设备都可能有大量的外部闪存(用于数据记录等功能),EOS没有嵌入式闪存。32位CPU(浮点单元)最高可运行80mhz;功耗为100µW/MHz或80µW/DMIPS。包含512kb SRAM。
  • 蓝色的方块代表永远在线的语音检测。它们只处理语音激活的第一部分,即系统判断某个声音可能是语音。这是众所周知的,铸造到硬件低功率;高级决策和命令解析将由EOS Cortex M4中的软件或外部处理器处理。
  • 灰色部分是系统支持块——包括一个LDO,这意味着设备不需要配套的电源管理IC (PMIC)。

音频子系统都是在硬件上实现的,值得进一步讨论。不同的格式和界面可能会让我们这些音频背景较少的人感到困惑,所以这里有一个读者文摘精简版的尝试。

音频通常在麦克风中数字化为两种格式之一:脉冲密度调制(PDM)或脉冲编码调制(PCM)。后者实际上可能更常见:它只是一组表示数字化音频的整数,带有框架(所以你可以知道整数从哪里开始和结束)。一个我2S总线通常用于连接使用这种格式的音频组件;高级处理和编解码器(用于回波抵消、波束形成等)通常需要PCM。

PDM指示一个基于给定时间范围内发生多少转换的值。它是一种没有帧的脉冲流,通常由两线总线(数据和时钟)传输。立体声可以在一个信号上进行,左通道采样在一个时钟边缘上,右通道采样在另一个时钟边缘上(尽管目前EOS只支持单个通道)。

有些麦克风可以产生PCM;其他(通常更便宜)生成PDM。因此,这使得以下EOS场景成为可能(假设更高级别的处理在不同的设备上实现;EOS内部Cortex M4是所有这些的替代方案):

  1. PDM麦克风连接到EOS;它被EOS转换为PCM,如果语音检测器触发,那么PCM信号被转发出I2S总线用于更高级别的处理。
  2. PCM麦克风通过I连接2公共汽车。如果检测到声音,那么更高级别的处理器就会收到警报,并消耗I上已经存在的信号2公共汽车。
  3. PCM麦克风通过I连接2年代公交;如果检测到声音,那么PCM信号可以发送回同一个I2S总线使用不同的通道(因为I2S帧可以包含多个通道;下图说明了通道1上的原始麦克风信号和通道2上的转发信号)。高级处理器需要知道侦听适当的通道。这似乎比场景2没有优势,除非PCM流以某种方式被EOS修改。
  4. PCM麦克风通过I输入2年代公交;如果检测到语音,则PCM流(假设已修改)被发送回单独的I2连接高级处理器的S总线。EOS支持两个I2公交车。

Microphone_scenarios.png

(一些绘图元素由Quicklogic提供)

这些不同的选项意味着EOS可以用在带有编解码器的设备上,比如手机,也可以用在没有编解码器的设备上,比如可穿戴设备。他们与Sensory合作开发了许多音频功能(游戏邦注:M4上执行的硬件和软件库)。

另外,您可能还记得ArcticLink库中的一些传感器融合功能是由sensor Platforms提供的,后者已被Audience收购。QuickLogic决定他们需要更多地控制自己的代码,所以他们雇佣了一个庞大的团队在内部构建库。Sensor Platforms把他们的代码保密得很好,这意味着QuickLogic没有受到污染——这意味着他们不需要做一个洁净室项目。

当然,现在他们和感官处在同一条船上……

你可以从他们那里得到更多的信息公告

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