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QM100E2Y-HD 发布时间 时间:2025/12/28 3:57:22 查看 阅读:11

QM100E2Y-HD是一款由QuickLogic公司推出的超低功耗、高集成度的嵌入式FPGA(现场可编程门阵列)器件,专为满足现代便携式、电池供电和对能效要求极高的物联网(IoT)、可穿戴设备、边缘计算和智能传感器等应用而设计。该器件属于QuickLogic的EOS? S3系列,集成了专用的人工智能/机器学习(AI/ML)加速引擎,支持在终端设备上实现本地化智能处理,从而降低对云端计算的依赖,提升系统响应速度并增强数据隐私与安全性。QM100E2Y-HD采用先进的半导体工艺制造,具备极小的物理尺寸和极低的静态及动态功耗特性,使其成为空间受限且对续航能力有严苛要求的应用场景中的理想选择。该芯片还支持多种低功耗工作模式,包括深度睡眠、待机和快速唤醒功能,确保在非活跃状态下仍能维持微瓦级的能耗水平。此外,QM100E2Y-HD集成了ARM Cortex-M4F处理器核心,支持浮点运算,能够运行实时操作系统(RTOS)或轻量级AI框架(如TensorFlow Lite Micro),实现复杂的控制逻辑与传感器融合算法。其可编程逻辑资源允许用户自定义硬件加速模块,灵活适配不同传感器接口协议(如I2C、SPI、PCM/I2S、GPIO等),并支持多传感器的数据聚合与预处理。

参数

型号:QM100E2Y-HD
  制造商:QuickLogic
  产品系列:EOS S3
  逻辑单元(LEs):约100,000
  FPGA架构:eFPGA(嵌入式FPGA)
  集成处理器:ARM Cortex-M4F @ up to 100 MHz
  内存容量:SRAM ≥ 128 KB
  AI加速器:集成Tensor Processing Unit (TPU) 支持INT8/INT16
  工作电压:1.8V ±10% / 3.3V I/O
  封装类型:WLCSP(晶圆级芯片尺寸封装)
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  功耗模式:主动模式 < 1 mW/MHz;睡眠模式 < 1 μA
  接口支持:I2C, SPI, UART, PCM/I2S, PDM, GPIO, PWM

特性

QM100E2Y-HD的核心优势在于其高度集成的异构计算架构,结合了可编程逻辑、嵌入式微控制器和专用AI加速引擎,形成了一个高效的边缘智能处理平台。其eFPGA部分提供了高度灵活的硬件可重构能力,允许开发者根据具体应用场景定制数字逻辑功能,例如实现特定传感器的通信协议、时序控制或数据滤波算法,而无需更换主控芯片或增加外围元件,从而显著减少BOM成本和PCB面积。ARM Cortex-M4F处理器具备DSP指令集和单精度浮点单元(FPU),适合执行复杂的数学运算和实时控制任务,尤其适用于音频信号处理、运动传感分析和语音唤醒检测等应用。
  该芯片内置的AI推理引擎(TPU)经过优化,可在极低功耗下运行神经网络模型,典型应用场景包括关键词识别(KWS)、异常行为检测、手势识别和环境声音分类等。通过将AI推理任务从云端迁移至设备端,QM100E2Y-HD有效降低了通信延迟和带宽消耗,同时增强了用户数据的隐私保护。其电源管理单元(PMU)支持多级功耗调节,可根据系统负载动态调整工作频率和电压,并在空闲时自动进入超低功耗睡眠模式,仅保留关键中断唤醒功能,极大延长了电池寿命。
  在连接性方面,QM100E2Y-HD提供丰富的外设接口,兼容主流传感器和无线模块(如蓝牙LE、Wi-Fi、Zigbee等),支持多通道同步数据采集与融合处理。其WLCSP封装形式不仅节省空间,还便于在高密度PCB布局中使用,特别适合耳机、智能手表、健康监测贴片等小型化电子产品。开发支持方面,QuickLogic提供完整的软件开发工具链(SDK),包括用于FPGA配置的IDE、AI模型编译器、RTOS支持库以及大量参考设计和示例代码,帮助工程师快速完成原型验证和产品开发。

应用

QM100E2Y-HD广泛应用于对尺寸、功耗和智能化水平有极高要求的终端设备中。典型应用场景包括智能可穿戴设备,如智能手表、健身追踪器和医疗级健康监测设备,其中该芯片可用于连续采集心率、血氧、加速度计等多源生理信号,并在本地进行特征提取与异常预警,避免频繁唤醒主处理器以节省电量。在真无线立体声(TWS)耳机中,QM100E2Y-HD可实现主动降噪(ANC)、语音增强、触摸/手势控制和语音助手唤醒等功能,提升用户体验的同时保持长久续航。
  此外,该芯片适用于工业物联网(IIoT)中的智能传感器节点,能够在边缘侧完成振动分析、温度趋势预测和故障诊断等任务,减少向中央服务器传输原始数据的需求,提高系统整体效率。在智能家居领域,它可用于智能门铃、摄像头和语音控制面板,实现本地化的语音命令识别和人形检测,保障用户隐私安全。由于其强大的接口灵活性和可编程性,QM100E2Y-HD也可作为通用传感器集线器(Sensor Hub),整合来自多个不同类型传感器的数据,并进行预处理后传递给主应用处理器,减轻主CPU负担,提升系统响应速度和能效比。

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