东芝已开发出了符合4.2版本的低功耗蓝牙®1片上系统(SoC)，相比于当前应用于小型纽扣电池驱动的IOT设备的产品2而言，它的电流消耗下降了50%。通过采用适合低功率操作的结构配置和模拟电路设计，实现了3.2mA的接收电流和3.5mA的发射电流3，从而大幅延长了电池寿命。SoC也集成了RF(射频)4匹配网络，从而减少了外部组件的数量，这有助于缩小物联网设备的尺寸。我们在11月8日于日本富山举行的2016 IEEE亚洲固态电路会议(A-SSCC)上介绍了这项技术。

近来物联网的快速发展实现了比如智能手表和智能腕带等可穿戴式多功能物联网设备，它们可以收集和管理各种传感器信息。专为低功耗无线通信开发的低功耗蓝牙®产品已经被应用于许多物联网设备以减轻重量和延长电池寿命。通常，需要对电流消耗和无线电性能(接收器灵敏度和发射功率)进行某种权衡，因为传统的低功耗蓝牙® SoC无法同时满足这两个要求。为了在可穿戴物联网设备中使用各种类型的可用电池，支持低消费电流(范围为3-4mA)的低功耗蓝牙® SoC，就成为一个主要的市场需求了。虽然，通过集成外部器件于低功耗蓝牙® SoC中以缩小低功耗蓝牙®设备的尺寸，是一种有效的方法，但是由于存在失配损耗而将会出现一个问题，内置RF匹配网络的低功耗蓝牙®接收器灵敏度和发射器功率将有所减弱。

东芝已引入了三种技术以降低低功耗蓝牙® SoC的电流消耗：(1)适用于低电流消耗的接收器结构配置;(2)一种高效的电源管理系统;和(3)低电流射频设计。

　　· (1)接收器结构中引入了一个本地合成器，该合成器采用的频率仅为传统接收器的一半，从而降低了本机振荡器的电流消耗。虽然这种结构由于具有复杂的频率配置，往往易于受到干扰信号的干扰，但是采用了可避免蜂窜信号折叠的频率规划，即可实现高的抗干扰性能。

　　· (2)为改进稳压器(LDO：低压降)5的功率损耗，我们从SOC上移除了LDO。因为考虑到DC-DC转换器上的开关噪音将导致性能下降，我们采用锁相环6来固定DC-DC转换器的开关频率，并防止因使用低功耗蓝牙® SoC而产生的带干扰。

　　· (3)采用低电流射频设计，所以TX和RX可共享单压控振荡器(VCO)，VCO的频率调谐范围必须非常广，这就增加了电流消耗。将VCO分割用于TX和RX，可以缩小每个VCO所要求的频率调谐范围，于是实现了低电流消耗。另外，我们将开关放大器技术引入到功率放大器中以降低电流消耗。

通过采用这些低电流技术，东芝的低功耗蓝牙® SoC降低了工作电流消耗，即接收电流为3.2mA，发射电流为3.5mA，同时也改进了无线电性能，即接收灵敏度为−93dBm，输出功率为0dBm。另外，通过65nm CMOS工艺将所有射频匹配网络集成于SoC中，外部组件数量从现有东芝产品所需要的19个下降为7个。

东芝将把这一新的电流消耗技术应用于低功耗蓝牙®产品中，并计划于今年12月启动量产7。

　　[1]：蓝牙®字标和标志是Bluetooth SIG公司所有的注册商标。

　　[2]：相比于东芝的“TC35667FTG”。

　　[3]：世界上最低的电流消耗，截止于2016年7月11日的东芝调查。

　　[4]：无线通信中使用的频率。

　　[5]：一种稳压器，即使在输入和输出电压之差很小的条件下，仍可以进行工作。

　　[6]：电子电路，通过反馈控制来同步输入和输出信号的相和频率。

　　[7]：工程样品，已从2016年10月开始提供。

东芝

东芝（Toshiba），是日本最大的半导体制造商，也是第二大综合电机制造商，隶属于三井集团。公司创立于1875年7月，原名东京芝浦电气株式会社，1939年由东京电气株式会社和芝浦制作所合并而成，业务领域包括数码产品、电子元器件、社会基础设备、家电等。20世纪80年代以来，东芝从一个以家用电器、重型电机为主体的企业，转变为包括通讯、电子在内的综合电子电器企业。进入90年代，东芝在数字技术、移动通信技术和网络技术等领域取得了飞速发展，成功从家电行业的巨人转变为IT行业的先锋。

片上系统

片上系统（SoC：System-on-a-chip）指的是在单个芯片上集成一个完整的系统，对所有或部分必要的电子电路进行包分组的技术。所谓完整的系统一般包括中央处理器(CPU)、存储器、以及外围电路等。 SoC是与其它技术并行发展的，如绝缘硅（SOI），它可以提供增强的时钟频率，从而降低微芯片的功耗。

片上系统技术通常应用于小型的，日益复杂的客户电子设备。例如，声音检测设备的片上系统是在单个芯片上为所有用户提供包括音频接收端、模数转换器（ADC）、微处理器、必要的存储器以及输入输出逻辑控制等设备。此外系统芯片还应用于单芯片无线产品，诸如蓝牙设备，支持单芯片WLAN和蜂窝电话解决方案。

由于空前的高效集成性能，片上系统是替代集成电路的主要解决方案。SoC 已经成为当前微电子芯片发展的必然趋势。