2013年6月28日 alex

无线传感网络专用IC有多节能?5号电池可支持工作5年

【2007.10】

硅谷的风险公司GainSpan开发出了面向传感器网络用途的节能无线LAN用IC,目前已开始向部分厂商供应样品。这款无线LAN用IC的特点是能够大幅降低待机时的耗电。在消耗电流最小的待机模式下,1.8V工作时为2μA,3.6V工作时为5μA,耗电量仅为数μW,相当于以往产品的1/10~1/100。10mm见方芯片集成了RF收发电路、MAC及基带处理电路,还将微控制器也集成到了该芯片中。
GainSpan是原任职于英特尔的技术人员为开发传感器网络用半导体,于2006年9月创办的风险公司。最初从事ZigBee/IEEE802.15.4规格收发IC的开发,之后转向了无线LAN规格IC的开发。其原因在于“ZigBee和IEEE802.15.4的基础设施尚未得到普及。也就是说,即使制造相应的芯片,能够应用的市场也非常有限。另一方面,无线LAN的基础设施随处可见。尤其是美国,各种场所都有能够利用无线LAN的区域(热点)。因此我们认为,制造能够使用无线LAN基础设施的传感器网络用芯片肯定会有很大的市场”。

但是此前的无线LAN用芯片在待机时的消耗电量也高达数百μW,无法直接应用于传感器网络。为了在传感器网络中利用,消耗电量需要达到使用5号干电池可连续工作两年的程度。

为此,GainSpan开发出了待机时的消耗电流与ZigBee芯片相当,仅为几μA的收发IC。“使用我们的芯片时,在1分钟只收发1次数据的情况下,使用5号干电池可工作5年以上”(Parmar)。耗电量的降低归功于彻底的电路架构改进和门控时钟。虽然该公司还未公布详细情况,但估计电路采用了待机时停止向乎所有部分提供时钟的结构。芯片内部的CPU内核采用两个ARM7,在嵌入主机侧产品时能够减轻主机侧的负荷。

新芯片的名称为“GS1010”。GainSpan计划把该芯片应用于工厂内管理、大厦内设备管理、家庭安全等用途。“只要有无线LAN接入点,任何场所都能成为传感器网络区域”(Parmar)。应用于嵌入产品所需的软件开发工具包也已开始提供。该公司计划首先使该芯片符合利用2.4GHz频带的IEEE802.11b/g规格,今后再推出符合高速版IEEE802.11n规格的版本。未来还希望嵌入手机等产品。