將許多組件集成到單個芯片上徹底改變了消費電子行業。片上系統 IC 不是每個功能都有自己的集成電路 （IC），而是將這些不同的功能集成在單個芯片或基板上，以降低功率、縮小尺寸并降低產品成本。

將許多組件集成到單個芯片上徹底改變了消費電子行業。片上系統 IC 不是每個功能都有自己的集成電路 （IC），而是將這些不同的功能集成在單個芯片或基板上，以降低功率、縮小尺寸并降低產品成本。

第一個 SoC 可以追溯到 1970 年代，當時許多組件被集成到單個芯片中以控制新生的數字手表市場。這使得手表尺寸更小并提供足夠的電池壽命。手表之后，計算器開始集成新的 SoC，使設備更輕、更便宜。到 1990 年代，IC 公司開始將帶有 DSP 和其他組件的微控制器嵌入到系統級芯片中，這推動了手持設備（游戲、儀器、電話）、外圍設備和其他產品的迅速普及。通過采用最智能的 IC，將其與其他組件集成并在這些附加功能中共享其智能，電子行業進入了一個創新的新時代。

如今，SoC 已應用于智能手機、電視和汽車的大多數電子產品中。物聯網設備和嵌入式系統。將許多功能集成到單個芯片上的能力導致高功率設備在電子行業的所有領域呈爆炸式增長，造福于我們的日常生活。SoC 概念現在正在擴展到其他產品，例如傳感器，這將推動下一波創新。

（圖 1：SoC – 智能手機 AP 示例）

傳感器內系統：將 SoC 概念引入傳感器

由于大多數傳感器檢測或測量物理特性，它們尚未集成到 IC 中。作為模擬和數字世界之間的橋梁，并且通常取決于位置，這使得將它們的全部功能添加到位于集中式 PCB 上的集成電路中變得極其困難。但是，作為一個獨立的傳感器模塊，我們可以利用 SoC 概念來創建更高效、可靠、靈活和功能強大的新一代傳感器。

與 SoC 一樣，智能傳感器并不新鮮，因為這些集成始于 1970 年代，用于高級紅外監視和警告系統。最初受軍方委托，計算能力、組件小型化和軟件算法的進步現在為跨行業和應用的高級傳感器模塊打開了新的大門。在傳感器模塊中集成微控制器或 DSP 使其具有智能，可提供額外的功能，例如自校準、自識別、傳感器數據的數字化和無線通信。

如今，智能傳感器無處不在，包括家庭、汽車和工廠。我們都經歷過這樣的情況：運動傳感器驅動建筑物中的照明和/或 HVAC，距離傳感器打開和關閉攝像頭或聚光燈，水/濕度傳感器指示噴水滅火系統打開，以及警報傳感器在違規情況下發送無線通知。這是通過讓基本傳感器直接與微控制器或 DSP 和通信模塊交互來實現的。集成的智能傳感器解決方案旨在比試圖將所有組件拼湊在一起更好地工作。更緊密的集成減少了延遲，更好地利用了系統資源并提高了整體性能。

（圖 2：智能傳感器示例）

更進一步，新的傳感器系統概念帶來了特定于應用程序或用例的高級功能，即使在現場部署傳感器后也可以進行調整。就像智能手機的使用模式由用戶控制一樣，傳感器系統的使用模式可以由操作員或基于系統事件來控制。

與智能手機的演變平行

智能手機中的大多數計算功能都由應用處理器 （AP） 驅動，這是一個極其復雜的 SoC，控制著手機的許多功能，包括顯示、應用程序、電源和通信模塊。AP非常智能。根據您嘗試對智能手機執行的操作，SoC 會自行構建以優化所需功能的性能。它就像一把瑞士軍刀。根據您要執行的操作，它會提供正確的工具，以便您盡可能高效地完成操作。

傳感器不應該具有同樣水平的獨創性嗎？由于許多傳感器由 ASIC、微處理器、控制器或 DSP 供電，因此它們可以被構建為靈活和智能的，以最佳地執行不同的功能，就像智能手機上的 AP 一樣。擁有一個可以集成到許多設備中的傳感器，然后根據即時需求進行自我配置是該技術的發展方向。這可以 在高級傳感器技術壓力傳感器產品中部署的NimbleSense TM 架構中看到。一個傳感器可以支持廣泛的壓力范圍而不會降低精度，并且可以根據使用的應用程序打開和關閉各種功能。

傳感器內系統：優勢

將智能引入傳感器系統實施可以帶來很多好處。例如，通過為眾多項目采購相同的傳感器系統，您將受益于更低的庫存成本、簡化的制造和更直接的供應鏈。作為制造商，您只需要擔心構建和創建一個系統的庫存。這降低了您的庫存成本并簡化了您的制造，因為您不需要為每個產品重新配置生產線。此外，通過將一個傳感器用于多種用途和項目，您可以通過采購和庫存單個零件來顯著降低供應鏈的復雜性。隨著業務的發展，您將獲得規模經濟的好處。

此外，可以“動態”配置傳感器以支持各種應用和功能。這使工程師能夠通過在許多設備和應用中集成相同的傳感器來更快地設計他們的產品。開發周期將更短，工程師可以在整個開發階段自由地優化他們的設計，而無需更換可能導致生產延遲的新組件。

最后，由于傳感器內系統的可定制功能，整體系統性能得到了增強。如果架構正確，就像智能手機 AP 一樣，傳感器將確保在許多用例中達到最佳性能。這是因為傳感器針對靈活的一般用途進行了優化（例如，支持多個壓力范圍，同時保持相同的精度水平）并且能夠為某些應用打開特定功能。與 SoC 一樣，系統級傳感器旨在在各種應用和配置中以最大能力運行。此外，公司可以快速推出衍生產品以擴展產品線并進一步細分其產品，因為可以部署一個傳感器解決方案來支持許多不同的產品。

審核編輯：郭婷