大多数低功耗芯片在设计时都假设可以对电池进行充电或更换，但是正在开发中的全套IoT设备预计将始终处于打开状态，可通过蜂窝基础设施进行通信，并且仍可正常运行尺寸的锂离子电池十年或更长时间。
欢迎来到窄带物联网（NB-IoT）的世界，这是一种3GPP标准（也称为Cat-NB1和Cat-NB2），具有减少的带宽和更严格的功耗要求。主要目标是促进将通信IP集成到SoC或微控制器（包括基带或RF收发器）上。这不同于传统的蜂窝实现，例如3G，4G和5G，后者通常会消耗更多功率并针对不同的硅工艺技术节点。
3GPP标准基于每2小时/每天一次的通信频率和50字节/ 200字节的数据带宽定义了几种用例。对于所有用例组合，使用5Wh电池的预期电池寿命为10年。该标准还定义了用于扩展待机，省电模式（PSM）的新电源模式，以及用于网络同步的扩展时间间隔，扩展的不连续接收模式（eDRX）。
对于窄带物联网以及竞争性技术，这全都与低功耗有关—尽可能降低功耗，特别是在睡眠时保持极低功耗，这些调制解调器中的许多调制解调器将长时间处于不活动状态，并且某些事件将触发它们，将它们启动，然后通过蜂窝网络将数据发送回数据记录或数据报告站。因此，很大的一部分是在您入睡时可以消耗很少的能量。这最终将决定总拥有成本，以及许多其他问题，包括您必须多久保养一次才能更换调制解调器中的电池。从设计的角度来看，它实际上可以归结为低功耗。NB-IoT强调低功耗/长电池寿命，低成本/高连接密度，为许多工业应用提供了强大的技术。
传统的LTE调制解调器硬件和软件架构已集成了多个DSP，多个硬件加速器，控制内核，多个OS，堆栈等，以管理宽带LTE调制解调器的计算密集型协议和高数据速率要求，尝试简单地缩小这种类型的实施以支持NB-IoT并不会产生功耗和面积效率高的解决方案。基于小型，低功耗CPU / DSP处理器，一些目标硬件加速器，专用电源管理硬件以及基带与RF收发器之间的紧密集成，更灵活的NB-IoT调制解调器可以帮助实现所需的功率和面积目标。
低功耗处理器必须提供出色的代码密度和有效的软件堆栈实现，以便可以将内存尺寸保持较小。如果存储器占用空间足够小，则可以避免使用片外DRAM，从而降低系统成本。柯林斯说，较小的代码大小对于实现低功耗也很重要，特别是通过减少对指令存储器的访问次数。
NB-IoT调制解调器中计算量最大的部分之一是下行链路数据的解码，它利用了Viterbi算法。这通常是调制解调器设计的瓶颈。Viterbi算法在通用CPU / DSP处理器上的软件实现提供了有限的性能改进。相比之下，相比纯软件实现，增加小型，低功耗硬件加速可以显着降低Viterbi解码的MHz要求。
除了硬件IP决策外，重要的是在基带/ RF解决方案中构建灵活的电源域，以最大程度地减少NB-IoT调制解调器中始终保持开启状态所需的元素数量。其中包括数据保留，时钟和电源管理等内容。理想的解决方案包括针对基带和RF收发器的多个可编程电源域。
这些调制解调器通常在蜂窝网络上运行。使它们获得认证和测试，以便可以将其部署在运营商网络上是一项艰巨的任务。
进入市场是一项巨大的障碍。 如果成功，并且获得了移动和电信等的认证，那么您将与其他首先克服了这一巨大障碍的人（低功耗）抗衡事情的结局。之后，您也许可以在调制解调器上增加一些增值功能，例如与某些传感器进行交互的方式，或者为最终用户开发其应用程序留下一些处理能力的方式。此外，这些设备的使用寿命有望非常长，这要求它们能够比典型的芯片设计可靠地工作更长的时间。
与此同时，借助窄带，将获得对2G和3G等传统技术的更大访问权限，这些技术正成为一种非常低成本的无线介质，尤其是对于低数据速率的设备而言。应用程序包括行李追踪器和行李安全标签，它们通过窄带接口连接到世界任何地方，而不必依靠手机通过蓝牙连接到另一部手机，并通过云进行复制。窄带是一项新兴技术，一旦可以更自由地使用连接，它将绝对爆炸。
归根结底，在包括Narrowband在内的整个连接技术中，无论是蓝牙，WiFi，ZigBee还是其他技术，在每个领域中，人们都变得极为关注功率。
几乎所有这些设备，尤其是窄带设备，都是由电池供电的，并且依赖于小型纽扣电池。不再允许像乐高积木那样建造电子产品，而只是将积木连接在一起。每个人都必须了解以下内容：电池可以使用多长时间，电池的限制，可以消耗多少启动电流，可以使用多少编程来增加电流，设备将有多少待机时间？参加时间与活跃时间的长短等相关因素。所有这些因素加起来并影响所消耗的能量。
除此之外，人们还担心这些电池需要多少锂，一旦电池耗尽，该如何处理锂。这成为一个绿色问题，对芯片和系统设计有广泛的影响。
看看天空有多晴朗。看看海洋变得多么清澈，这一切都将使我们需要更加环保的燃料，并且这会影响我们消耗的电量。如果必须使用电池，那么该电池可以使用多久？在这种情况下，我们可以使用更环保的电池吗？
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