超低功耗集成电路领域的领导者Ambiq® 今天宣布推出 Apollo 系列四款 32 位Arm® Cortex®-M4F 系统芯片 (SoC)。在实际应用中,它们的能耗通常比性能相当的 SoC 低 5 到 10 倍,从而大大延长了可穿戴电子产品和其他电池供电应用的电池寿命。能耗的大幅降低是通过 Ambiq 获得专利的亚阈值功率优化技术 (SPOT®) 平台实现的。
可穿戴设备的设计或重新设计可使其运行数月或数年,否则电池可能只能运行数天或数周。工程师可以利用扩大的电量预算来增加以前不可能实现的新特性和功能,或者选择更小的电池,从而为产品设计出创新的包装,增强对消费者的吸引力。
与众不同的是,阿波罗超低功耗 SoC 优化了活动和睡眠模式功耗。在执行闪存指令时,它们的能耗仅为业界领先的 30µA/MHz,而睡眠模式下的平均电流则低至 100nA。这种极低的能耗不会影响性能。Arm Cortex-M4F 内核具有精密浮点运算单元,可提供物联网 (IoT) 世界所需的计算能力,由于传感器、音频和自动化源的使用日益增多,对算法处理的要求也越来越高。
高度集成的 Apollo SoC 工作频率高达 24MHz。除了应用代码外,它们还提供高达 512KB 的闪存和 64KB 的 RAM,以容纳无线电和传感器开销。与传感器、无线电、其他外设和可选主机处理器的通信通过I2C/SPI端口和 UART 实现。片上资源包括一个 10 位、13 通道、1MS/s ADC 和一个精度为 ±2ºC 的温度传感器。有两种紧凑型封装可供选择:一种是 64 引脚、4.5 x 4.5mm BGA 封装,带 50 个 GPIO;另一种是尺寸优化的 2.4 x 2.77mm 42 引脚 CSP 封装,带 27 个 GPIO。
Ambiq 的 SPOT 平台在亚阈值电压(低于 0.5V)下运行晶体管,而不是使用在 1.8V 时完全 “开启 “的晶体管。它利用 “关断 “晶体管的漏电流在数字和模拟领域进行计算。这项专利技术采用行业标准 CMOS 工艺,克服了以前与亚阈值电压开关相关的噪声敏感性、温度敏感性和工艺漂移等难题。公司于 2013 年推出的 AM08x5 和 AM18x5 系列超低功耗实时时钟均基于相同的平台。
Ambiq 的首席执行官兼总裁 Mark Foley 说:"过去几年来,芯片系统的能效一直在不断提高,但没有人能够像我们的SPOT平台那样实现接近数量级的改进。这项技术在过去几年的实时时钟中得到了验证,现在应用于阿波罗系统芯片,在电池寿命方面实现了便携式设备设计者一直要求的突破。展望未来,我们预测半导体能耗将每两年减少一半。这一趋势从这里开始。
Apollo SoC现已向部分客户提供样品。批量生产将于 2015 年春季开始,批量超过 1 万颗时,每颗价格从 1.50 美元起。