半导体SoC概念如何改变传感器

将许多组件集成到单个芯片上，彻底改变了消费电子行业。片上系统IC代替了每个功能都有自己的集成电路（IC），而是将这些独特的功能集成在单个管芯或基板上，以降低功耗，缩小尺寸并降低产品成本。

第一个SoC可以追溯到1970年代，当时许多组件都集成到单个芯片中，以控制新生的数字手表市场。这样可以使手表尺寸更小，并提供足够的电池寿命。手表问世后，计算器开始集成新的SoC，从而使设备更轻巧，更便宜。到1990年代，IC公司开始将具有DSP和其他组件的微控制器嵌入到系统级芯片中，从而推动了手持设备（游戏，乐器，电话），外围设备和其他产品的迅速采用。通过使IC具有最高的智能性，将其与其他组件集成并在所有这些附加功能之间共享智能，电子行业进入了创新的新时代。

如今，智能手机，电视和汽车中的大多数电子产品中都有SoC。物联网设备和嵌入式系统。将许多功能集成到单个芯片上的能力导致电子行业各个领域的高功率设备爆炸式增长，使我们的日常生活受益。SoC概念现已扩展到其他产品，例如传感器，将推动下一波创新浪潮。

SoC –智能手机AP示例

传感器系统：将SoC概念引入传感器

由于大多数传感器检测或测量物理特性，因此尚未将其集成到IC中。充当模拟世界和数字世界之间的桥梁，并且通常取决于位置，这使得将其全部功能添加到位于中央PCB上的集成电路非常困难。但是，作为独立的传感器模块，我们可以利用SoC概念来创建更高效，可靠，灵活和功能强大的新一代传感器。

与SoC一样，智能传感器也不是什么新鲜事物，因为这些集成始于1970年代，是在高级IR监视和警告系统中进行的。最初由军方委托，计算能力，组件小型化和软件算法的进步，如今为跨行业和应用的高级传感器模块打开了新的大门。将微控制器或DSP集成到传感器模块中可使其智能化，以提供其他功能，例如自校准，自识别，传感器数据数字化和无线通信。

如今，智能传感器无处不在，包括家庭，汽车和工厂。我们遇到的所有情况都是：运动传感器驱动建筑物中的照明或HVAC；距离传感器打开或关闭摄像头或聚光灯；湿度传感器指示喷水灭火系统打开；警报传感器在发生违规时发送无线通知。这是通过使基本传感器直接与微控制器或DSP和通信模块进行交互来实现的。集成的智能传感器解决方案设计为比试图将所有组件零碎结合在一起更好地工作。紧密的集成减少了延迟，更好地利用了系统资源并提高了整体性能。

智能传感器示例

进一步发展，新的传感器系统概念带来了特定于应用程序或用例的高级功能，即使在现场部署传感器后也可以对其进行调整。就像智能手机的使用模式由用户控制一样，传感器中系统的使用模式可以由操作员控制，也可以基于系统事件进行控制。

与智能手机的发展并行

智能手机中的大多数计算功能由应用处理器（AP）驱动，应用处理器是控制手机许多功能（包括显示屏，应用程序，电源和通信模块）的极为复杂的SoC。AP非常智能。SoC会根据您对智能手机的处理方式自行构建，以优化所需功能的性能。根据您要尝试执行的操作，它会拉出正确的工具，以便您可以尽可能高效地进行操作。

由于许多传感器均由ASIC，微处理器，控制器或DSP供电，因此它们的结构可以灵活，智能化，以最佳方式执行不同功能，就像AP在智能手机上一样。技术发展的方向是拥有一个可以集成到许多设备中，然后根据当前需求进行配置的传感器。一个传感器可以支持多种压力范围，而不会降低精度，并且可以根据其使用的应用程序打开和关闭各种功能。

传感器系统：好处

将智能引入传感器系统中可以带来很多好处。例如，通过为多个项目采购相同的传感器系统，您将获得更低的库存成本，简化的制造和更直接的供应链的好处。作为制造商，您只需要担心建立和创建一个系统的清单。由于不需要为每种产品重新配置生产线，因此可以降低库存成本并简化制造。此外，通过将一个传感器用于多个目的和项目，您可以通过采购和库存单个零件来大大降低供应链的复杂性。随着业务的增长，您可以获得规模经济的好处。

另外，可以“动态”配置传感器以支持各种应用和功能。通过将相同的传感器集成到许多设备和应用程序中，工程师可以更快地设计产品。开发周期将缩短，工程师可以在整个开发阶段自由优化设计，而不必更换可能会导致生产延迟的新组件。

最后，由于传感器内系统的可定制功能，整体系统性能得到了增强。如果架构正确（例如智能手机AP），则传感器将确保在许多使用案例中达到最佳性能。这是由于传感器针对灵活的通用用途进行了优化（例如，在保持相同精度水平的同时支持多个压力范围），并且具有为某些应用开启特定功能的能力。像SoC一样，传感器内置系统旨在在各种应用程序和配置中以最大能力运行。此外，由于可以部署一个传感器解决方案来支持许多不同的产品，因此公司可以迅速推出衍生产品以扩展产品线并进一步细分其产品。