東芝公司(TOKYO:6502)已開(kāi)發(fā)出與4.2版本兼容的藍(lán)牙(Bluetooth®)低能耗¹片上系統(tǒng)(SoC)，該系統(tǒng)將消耗電流降至當(dāng)前由小型紐扣式鋰電池驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備用產(chǎn)品²的50%。通過(guò)采用適合低功耗運(yùn)行的體系結(jié)構(gòu)配置和模擬電路設(shè)計(jì)，接收(RX)和發(fā)射(TX)的電流消耗分別僅為3.2mA和3.5mA³，從而大幅延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。此外，片上系統(tǒng)還整合了射頻(RF)⁴匹配網(wǎng)絡(luò)，減少了外部元件數(shù)量，并助力縮減物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備尺寸。這項(xiàng)技術(shù)將于11月8日由電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)在日本富山主辦的2016年亞洲固態(tài)電路會(huì)議(A-SSCC)上展出。

物聯(lián)網(wǎng)近來(lái)的迅速發(fā)展催生了智能手表和智能腕表等可穿戴多功能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備可收集并管理各種傳感器信息。專為低功耗無(wú)線通信開(kāi)發(fā)的藍(lán)牙低能耗將應(yīng)用于眾多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，以減輕重量并延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。通常情況下，電流功耗和無(wú)線電性能——接收靈敏度與發(fā)射功率——之間需做出取舍，而且傳統(tǒng)的藍(lán)牙低能耗片上系統(tǒng)無(wú)法同時(shí)滿足這兩個(gè)要求。盡管將外部元件置于藍(lán)牙低能耗片上系統(tǒng)內(nèi)以縮減藍(lán)牙低能耗設(shè)備的尺寸行之有效，但是搭載內(nèi)置射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的藍(lán)牙低能耗片上系統(tǒng)的接收靈敏度退化和發(fā)射功率下降仍是問(wèn)題，原因在于損耗不匹配。

東芝已推出三項(xiàng)降低藍(lán)牙低能耗片上系統(tǒng)電流消耗的技術(shù)：(1)適用于低電流消耗的接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)配置；(2)高效電源管理系統(tǒng)；以及(3)低電流射頻設(shè)計(jì)。

(1) 接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)引入了本機(jī)合成器，使用的頻率僅為傳統(tǒng)接收機(jī)的一半，從而降低本機(jī)振蕩器的電流功耗。盡管該體系結(jié)構(gòu)由于其復(fù)雜的頻率配置易受干擾信號(hào)影響，但可通過(guò)采用能夠避免蜂窩信號(hào)折疊(folding)的頻率分配提高抗干擾性。

(2) 為改善穩(wěn)壓器（LDO：低壓差）⁵的功率損耗，低壓差已從片上系統(tǒng)去除。由于因直流-直流變換器噪音切換造成的性能退化令人擔(dān)心，鎖相環(huán)路⁶被用于固定直流-直流變換器的切換頻率，并防止藍(lán)牙低能耗所用的頻段干擾。

(3) 低電流射頻設(shè)計(jì)方面，為了TX和RX能夠共用一個(gè)壓控振蕩器(VCO)，壓控振蕩器的頻率調(diào)諧范圍必須顯著加大，進(jìn)而使電流消耗增加。通過(guò)將壓控振蕩器分別用于TX和RX來(lái)縮小各壓控振蕩器所需的頻率調(diào)諧范圍，可降低電流消耗。此外，功率放大器也引入開(kāi)關(guān)功率放大器技術(shù)，用于降低電流消耗。

通過(guò)采用這些電流技術(shù)，東芝的藍(lán)牙低能耗片上系統(tǒng)已將工作電流消耗降至3.2mA（用于RX）和3.5mA（用于TX），同時(shí)提高了無(wú)線電性能；RX方面，靈敏度為−93 dBm，輸出功率為0 dBm。此外，通過(guò)將所有的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)整合于采用65 nm CMOS工藝制造的片上系統(tǒng)內(nèi)，外部元件數(shù)量可從東芝當(dāng)前產(chǎn)品所需的19個(gè)降至7個(gè)。

東芝將在藍(lán)牙低能耗產(chǎn)品中采用這項(xiàng)全新電流消耗技術(shù)，藍(lán)牙低能耗產(chǎn)品定于今年12月開(kāi)始批量生產(chǎn)⁷。

[1]：Bluetooth®字標(biāo)和標(biāo)識(shí)為Bluetooth SIG的注冊(cè)商標(biāo)，
[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(diào)查。
[4]：無(wú)線通信使用的頻率
[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運(yùn)行的穩(wěn)壓器
[6]：電子電路圖，用于同步反饋控制的輸入和輸出信號(hào)的相數(shù)和頻率。
[7]：工程樣品已于2016年10月起供應(yīng)。

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東芝公司是一家《財(cái)富》全球500強(qiáng)公司，致力于將其在先進(jìn)電子和電氣產(chǎn)品及系統(tǒng)方面的一流能力運(yùn)用于三大重點(diǎn)業(yè)務(wù)領(lǐng)域：更為清潔和安全的維持日常生活的能源業(yè)務(wù)；保持生活質(zhì)量的基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)；以及實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的信息社會(huì)的存儲(chǔ)業(yè)務(wù)。在東芝集團(tuán)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(dòng)全球業(yè)務(wù)，并致力于實(shí)現(xiàn)一個(gè)讓子孫后代可以享有更加美好的生活的世界。
東芝于1875年在東京成立，如今已成為一家有著550家附屬公司的環(huán)球企業(yè)，全球擁有超過(guò)188,000名員工，年銷售額逾5.6萬(wàn)億日元（500億美元）。（截至2016年3月31日。）