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物联网 (IoT) 市场充斥着大量应用，包括人机交互的穿戴设备，以及智能机、建筑和整座城市都使用的全自动机器对机器 (M2M) 应用。所有这些物联网产品都要求“始终连接”，或者“大部分时间保持连接”，这样才能持续从环境收集数据，并将数据传输到云端。尽管设备持续运行，但它们也必须最大程度降低功耗，同时执行无线通信和传感器处理任务。 
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在未来几年，物联网产品的出货量有可能每年低于数千万件，这阻碍了设计单个芯片系统(SoC) 并在大量市场应用领域中部署的效率。例如，手机的出货量为数千万部，因此可以使用在单个芯片上配置有数百项功能（和IP内核）的单个高度集成的SoC。另一方面，随着数量的增加，物联网系统将采用多个离散IC进行装配和构建。因此，物联网系统内部和印刷电路板 (PCB) 上的连接极为重要。
物联网系统的架构设计必须能够灵活地处理不同的无线协议，最大限度降低功耗，并且添加新的传感器输入。保证灵活性的自然解决方案是集成一个用于内部和外部连接的接口。USB是明智之选。借助USB，消费者可以将任何设备插入PC，然后即可在PC上运行。大多数平板电脑、PC和手机至少在内部PCB上有三个USB连接，分别用于连接键盘、触摸板、触摸屏、摄像头和/或调制解调器，这样就可以支持拥有数千项功能的数十亿个USB外围芯片。USB在计算机、手机、TV和机顶盒中的普遍采用形成了一个芯片生态系统，使USB接口能够随时插入这些设备中运行。 |
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利用USB降低物联网功耗
在物联网芯片上加入USB接口可实现任何无线标准的快速添加。独立无线芯片（如无线低能耗蓝牙芯片或WiFi芯片）的批量生产推动了单位成本的下降，并增加了供应商对物联网制造商的选择。这降低了物料的总体成本。 USB还实现了更低功耗。USB通过快速打开控制器（和PHY）、传输数据后将其关闭而降低了总体功耗。USB和无线芯片只有在传输数据时才处于完全活动状态。USB的架构降低了系统的物料成本，允许利用现有的USB软件驱动程序，并且诶提高了设计的总体灵活性。 |
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物联网系统架构
为了在系统层面实现最高的灵活性，以开辟大量的市场，物联网芯片一般在功能上限制在微处理单元 (MPU) 和接口中使用。这些接口将连接系统中的标准外设和传感器。在系统中，这些接口在PCB上互相连接。物联网芯片一般至少有三个USB主机端口和一个USB设备端口。端口可用在系统/机箱内部，也可以在系统外部与外设连接。 内置USB 对于物联网，更多端口将在产品内部使用，以实现与无线芯片、传感器或输入设备的内部连接。通过在PCB上使用USB，产品制造商可以选择大量商用无线或其他芯片扩展产品功能。如果客户需要定制，产品制造商可以根据要求选择特定的无线标准、传感器或其他外设。 外置USB 在外部，物联网设备可能仅有一个USB Type-C端口。该端口可用于持续计费、固件更新、数据下载、诊断或连接另一个设备。 大多数无线芯片有USB 1.1、USB 2.0或USB 3.0接口（如图1所示）。调制解调器通常有高速芯片互连 (HSIC) 接口，可减少PCB上从IoT MPU至调制解调器之间的FR4轨数量。HSIC的功耗只有USB 2.0 PHY的三分之一，原因是它在PCB专用，而不能通过USB线缆传输数据。HSIC只用在调制解调器上。 图1：物联网SoC采用USB 2.0主机与设备进行无线通信 通过在产品内部和外部加入USB连接（如图2所示），物联网芯片能够更好地满足主要物联网市场的要求。 |
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