物聯(lián)網(wǎng)(IoT)領(lǐng)域建立在云計(jì)算以及由移動(dòng)、虛擬和即時(shí)連接搭建的數(shù)據(jù)采集傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，并且有望到2020年成為一個(gè)1.7萬(wàn)億美元的市場(chǎng)。IoT已經(jīng)滲透至各行各業(yè)：從工廠自動(dòng)化到點(diǎn)播娛樂(lè)和可穿戴設(shè)備。
IoT無(wú)疑是推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)和嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的新動(dòng)力。它的誕生推升了市場(chǎng)對(duì)眾多新使能技術(shù)的需求，其中包括：
● 新一代超低功耗IC
● 全新的無(wú)線通信協(xié)議
● 用于分析及云計(jì)算的全新數(shù)據(jù)處理技術(shù)
隨著互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)以艾字節(jié)為單位流動(dòng)，物聯(lián)網(wǎng)正不斷推動(dòng)對(duì)低功耗、高性能存儲(chǔ)器的需求，而這種存儲(chǔ)器還必須具有引腳數(shù)少的特點(diǎn)以適應(yīng)且外形小巧的應(yīng)用。通過(guò)結(jié)合特殊的低功耗模式(如深度低功耗和深度睡眠)，微控制器已經(jīng)適應(yīng)了這一新要求。此外，這些微控制器的性能(時(shí)鐘頻率和功能集)還會(huì)隨著更新?lián)Q代而不斷提高。為緊跟這一步伐，存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)人員必須不斷進(jìn)行調(diào)整，使客戶(hù)不必?fù)?dān)心性能與功耗之間的權(quán)衡。
零售業(yè)作為物聯(lián)網(wǎng)增長(zhǎng)日益突出的領(lǐng)域，本文是聚焦于關(guān)注該領(lǐng)域內(nèi)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)的系列報(bào)道中的最后一篇。大型商店已經(jīng)開(kāi)始使用物聯(lián)網(wǎng)與他們的客戶(hù)群展開(kāi)互動(dòng)，并且能夠針對(duì)個(gè)人購(gòu)物者量身打造個(gè)性化購(gòu)物體驗(yàn)。整個(gè)商店的零售人員都可將設(shè)備彼此相連，還可連接到公司總部和云資源。最終目標(biāo)是部署這類(lèi)技術(shù)，利用收集的數(shù)據(jù)來(lái)推動(dòng)銷(xiāo)售、建立客戶(hù)忠誠(chéng)度、管理庫(kù)存并提高運(yùn)營(yíng)效率。
在之前的文章中，我們探討了零售領(lǐng)域中最早采用物聯(lián)網(wǎng)的兩個(gè)裝置——銷(xiāo)售終端機(jī)和電子貨架標(biāo)簽。最新一代智能 POS 終端通常是零售商跟蹤客戶(hù)購(gòu)物習(xí)慣、管理庫(kù)存并通過(guò)促銷(xiāo)來(lái)提升忠誠(chéng)度的第一步。所有主要的 POS 終端供應(yīng)商都已推出可實(shí)現(xiàn)這些功能的型號(hào)。這些型號(hào)往往功能強(qiáng)大、外形小巧，可由電池供電且安全性極高。相應(yīng)地，這些要求也為裝置中所采用的半導(dǎo)體芯片帶來(lái)了挑戰(zhàn)。您可以在本站學(xué)習(xí)本系列第一部分有關(guān) POS 終端的文章 。電子貨架標(biāo)簽是許多商店正在使用的相對(duì)較新的設(shè)備類(lèi)型。這些貨架裝置可進(jìn)行編程，能夠根據(jù)促銷(xiāo)和庫(kù)存來(lái)更新標(biāo)價(jià)并跟蹤消費(fèi)者的購(gòu)物行為。它們還會(huì)自動(dòng)執(zhí)行繁瑣任務(wù)，同時(shí)消除差異和延遲。因此，這些裝置可以相對(duì)較低的投資為零售商提供重要的分析信息。您可在此閱讀有關(guān)電子貨架標(biāo)簽的文章。
在本文中，我們將介紹最后一項(xiàng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)已在多家商店中引入，并且在不久之后將繼續(xù)被廣泛采用。這些裝置將為消費(fèi)者帶來(lái)更具吸引力的購(gòu)物體驗(yàn)，同時(shí)幫助零售商實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理和改善客戶(hù)服務(wù)。
可穿戴技術(shù)可能是隨著物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展而出現(xiàn)的最普遍(和宣傳力度最大)的技術(shù)。它們不但在日常生活的許多方面都非常有用，包括記錄您的健身數(shù)據(jù)、接聽(tīng)電話(huà)和發(fā)送通知，并且他們還可以整合我們生活中許多其他方方面面活動(dòng)。可穿戴設(shè)備可為智能零售業(yè)帶來(lái)極大優(yōu)勢(shì)。例如，可以向購(gòu)物者提供定制優(yōu)惠、完成付款，甚至還可根據(jù)購(gòu)物清單引導(dǎo)購(gòu)物者逛商店。此外，這些零售商店的工作人員也可以用這些裝置更高效的完成工作，從而提高完成量。部分可穿戴設(shè)備的應(yīng)用可在庫(kù)存管理和客戶(hù)關(guān)系管理方面簡(jiǎn)化員工的工作效率。
相較于大多數(shù)其他的智能購(gòu)物應(yīng)用，可穿戴設(shè)備中對(duì)半導(dǎo)體的需求截然不同。這類(lèi)半導(dǎo)體主要受功率、帶寬和尺寸影響，而這也正是該系列所特有的要求。這一點(diǎn)也同樣適用于要求小巧外形、低功耗和高帶寬的存儲(chǔ)器。
可穿戴設(shè)備中的 PCB 尺寸極小，可放入人的掌心或戴在手腕上。這意味著存儲(chǔ)器的尺寸要求盡可能小巧，最好不超過(guò)裸片。除晶片尺寸封裝外，其他手段難以實(shí)現(xiàn)這種尺寸。此外，現(xiàn)如今的可穿戴設(shè)備的功能需求幾乎與移動(dòng)設(shè)備一樣，同樣需要配備高清顯示屏、能夠運(yùn)行功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序、從多個(gè)傳感器不斷采集數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以運(yùn)行大量后臺(tái)任務(wù)。這種嚴(yán)苛的需求導(dǎo)致高端處理器和外圍設(shè)備不可或缺。
由于可穿戴設(shè)備只能采用小型電池運(yùn)行高速進(jìn)程，因此其功耗也必須極低。對(duì)于較小的可穿戴設(shè)備，其電池使用壽命至少應(yīng)為一天。若加大電池尺寸，則會(huì)導(dǎo)致可穿戴設(shè)備的重量和尺寸增加，導(dǎo)致設(shè)備美觀度的降低。
圖 1 顯示了可穿戴設(shè)備的典型組件。功耗最大的組件是顯示屏。不過(guò)，功耗的差異很大，具體取決于顯示屏是 LCD(功耗最高)、OLED 還是電子墨水屏(最低)。其余組件的一般架構(gòu)在所有可穿戴設(shè)備中基本類(lèi)似。Cortex M4 是使用最廣泛的控制器之一，具有較低的功耗和出色的性能。Cortex M4 控制器的內(nèi)部 RAM 大小介于 384KB 到 768KB 之間。 盡管這些設(shè)備體積小巧，但它們可執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)，并從各種傳感器收集大量數(shù)據(jù)。機(jī)載 RAM 可以較低的待機(jī)電流備份數(shù)據(jù)，支持設(shè)備存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)、構(gòu)建用于藍(lán)牙傳輸?shù)膮f(xié)議包或者在屏幕喚醒期間存儲(chǔ)當(dāng)前顯示屏內(nèi)容。
市面上提供的幾種活動(dòng)追蹤器可顯示它們所連接的智能手機(jī)上的短信、電話(huà)通知和日歷活動(dòng)，而這些均需要系統(tǒng)提供額外的存儲(chǔ)空間。低功耗且具有 4 到 8 Mb 空間的擴(kuò)展 RAM(易失性或非易失性)可解決這類(lèi)難題。表 1 顯示了這些常見(jiàn)組件的功耗比較。
可穿戴設(shè)備使用各種存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)不同功能。常見(jiàn)的存儲(chǔ)器類(lèi)型是非易失性存儲(chǔ)器和 RAM。雖然 NOR 閃存是最常見(jiàn)的非易失性存儲(chǔ)器類(lèi)型，但 DRAM 和 SRAM 也可用于隨機(jī)存取任務(wù)，如緩存和緩沖。大型智能手表、智能眼鏡和虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔等高端可穿戴設(shè)備通常采用 DRAM，因?yàn)槠浯鎯?chǔ)密度較高。活動(dòng)跟蹤器和小型智能手表等較小的設(shè)備通常采用 SRAM 來(lái)實(shí)現(xiàn)比高密度存儲(chǔ)器更低的功耗。由于它們采用的電池較小，且預(yù)期續(xù)航時(shí)間要長(zhǎng)于較大的可穿戴設(shè)備，因此它們不能采用因刷新而導(dǎo)致功耗較高的 DRAM。在 DRAM 和 SRAM 之間進(jìn)行選擇時(shí)，需要對(duì)容量和功耗做出權(quán)衡。
本文及前幾期文章僅僅介紹了少數(shù)幾個(gè)可使購(gòu)物體驗(yàn)智能化的組件。此外還有支持大量數(shù)據(jù)分析的各種攝像頭、傳感器、信標(biāo)和顯示屏。由于它們的存儲(chǔ)器要求較低或多年未發(fā)生變化，目前暫不需要關(guān)注它們。在這些組件得到廣泛使用且發(fā)展水平超出了其當(dāng)前使用范圍時(shí)，我們將重新審視并研究它們?nèi)绾斡绊懓雽?dǎo)體設(shè)計(jì)。無(wú)論如何，設(shè)備的基本要求不會(huì)改變，即在不影響性能的同時(shí)盡可能降低功耗、減小尺寸和提高可靠性。更多關(guān)于具有深度睡眠模式的 SRAM 的信息，敬請(qǐng)參見(jiàn)本應(yīng)用說(shuō)明。更多關(guān)于使用 HyperFlash 存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)系統(tǒng)的信息，敬請(qǐng)參見(jiàn)本應(yīng)用說(shuō)明。
