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東芝推出藍牙低能耗單晶片系統

中央商情網/ 2016.11.10 00:00
(中央社2016年11月10日電)根據美國商業資訊指出,東芝公司(TOKYO:6502)已開發出與4.2版本相容的藍牙(BluetoothR)低能耗 1單晶片系統(SoC),該系統將消耗電流降至當前由小型紐扣式鋰電池驅動的物聯網(IoT)設備用產品2的50%。

透過採用適合低功耗作業的結構組態和類比電路設計,接收(RX)和發射(TX)的電流消耗分別僅為3.2mA和3.5mA3,從而大幅延長電池續航時間。此外,單晶片系統還整合了射頻(RF)4匹配網路,減少了外部元件數量,並協助縮減物聯網設備尺寸。這項技術將於11月8日由電氣和電子工程師協會(IEEE)在日本富山主辦的2016年亞洲固態電路會議(A-SSCC)上展出。

物聯網近來的迅速發展催生了智慧手錶和智慧手環等可穿戴多功能物聯網設備,這些設備可收集並管理各種感測器資訊。專為低功耗無線通訊開發的藍牙低能耗將應用於眾多物聯網設備中,以減輕重量並延長電池續航時間。

通常情況下,電流功耗和無線電性能——接收靈敏度與發射功率——之間需做出取捨,而且傳統的藍牙低能耗單晶片系統無法同時滿足這兩個要求。儘管將外部元件置於藍牙低能耗單晶片系統內以縮減藍牙低能耗設備的尺寸行之有效,但是搭載內建射頻匹配網路的藍牙低能耗單晶片系統的接收靈敏度退化和發射功率下降仍是問題,原因在於損耗不匹配。

東芝已推出三項降低藍牙低能耗單晶片系統電流消耗的技術:(1)適用於低電流消耗的接收機結構組態;(2)高效率電源管理系統;以及(3)低電流射頻設計。

‧(1) 接收機結構引進了本機合成器,使用的頻率僅為傳統接收機的一半,從而降低本機振盪器的電流功耗。儘管該結構由於其複雜的頻率組態易受干擾信號影響,但可透過採用能夠避免行動信號折疊(folding)的頻率分配提高抗干擾性。

‧(2) 為改善穩壓器(LDO:低壓差)5的功率損耗,低壓差已從單晶片系統去除。由於因直流對直流轉換器雜訊切換造成的性能退化令人擔心,鎖相迴路(phaselocked loop)6被用於固定直流對直流轉換器的切換頻率,並防止藍牙低能耗所用的頻段干擾。

‧(3) 低電流射頻設計方面,為了TX和RX能夠共用一個壓控振盪器(VCO),壓控振盪器的頻率調諧範圍必須顯著加大,進而使電流消耗增加。透過將壓控振盪器分別用於TX和RX來縮小各壓控振盪器所需的頻率調諧範圍,可降低電流消耗。此外,功率放大器也引進開關功率放大器技術,用於降低電流消耗。

透過採用這些電流技術,東芝的藍牙低能耗單晶片系統已將工作電流消耗降至3.2mA(用於RX)和3.5mA(用於TX),同時提高了無線電性能;RX方面,靈敏度為?93 dBm,輸出功率為0 dBm。此外,透過將所有的射頻匹配網路整合於採用65 nm CMOS製程製造的單晶片系統內,外部元件數量可從東芝當前產品所需的19個降至7個。

東芝將在藍牙低能耗產品中採用這項全新電流消耗技術,藍牙低能耗產品定於今年12月開始量產7。

[1]:BluetoothR字標和標誌為Bluetooth SIG的註冊商標,

[2]:與東芝的TC35667FTG比較。

[3]:2016年7月11日公布的全球最低電流功耗;東芝調查。

[4]:無線通訊使用的頻率

[5]:可在即便輸入和輸出之間的電壓僅存在微小差異的情況下作業的穩壓器

[6]:電子電路圖,用於同步回饋控制的輸入和輸出信號的相數和頻率。

[7]:工程樣品已於2016年10月起供應。

東芝公司是一家《財星》雜誌全球500大企業,致力於將其在先進電子和電氣產品及系統方面的一流能力運用於三大重點業務領域:更為清潔和安全的維持日常生活的能源業務;保持生活品質的基礎建設業務;以及實現先進的資訊社會的儲存業務。在東芝集團的基本承諾「為了人類和地球的明天」的指引下,東芝竭力推動全球業務,並致力於實現一個讓子孫後代可以享有更加美好的生活的世界。

東芝於1875年在東京成立,如今已成為一家有著550家附屬公司的環球企業,全球擁有超過188,000名員工,年銷售額逾5.6兆日圓(500億美元)。(截至2016年3月31日)有關東芝的更多資訊,請造訪www.toshiba.co.jp/index.htm

原文版本可在businesswire.com上查閱:http://www.businesswire.com/news/home/20161107005593/en/

聯絡方式: 東芝公司半導體與電子元件解決方案公司Koichi Tanaka / Kota Yamaji, +81-3-3457-3576公關與投資人關係事業群業務規劃部semicon-NR-mailbox@ml.toshiba.co.jp

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