QM10E3Y-2HB是一款由Quicklogic公司推出的超低功耗、小型化、高集成度的嵌入式FPGA(现场可编程门阵列)芯片,专为满足物联网(IoT)、可穿戴设备、移动计算和便携式消费类电子产品对能效、尺寸和灵活性的严苛要求而设计。该器件属于Quicklogic的EOS? S3系列,集成了多种先进功能,包括语音识别前端处理、传感器集线器功能以及灵活的可编程逻辑资源,使其成为边缘计算和始终感知应用的理想选择。QM10E3Y-2HB采用先进的半导体工艺制造,在保证高性能的同时显著降低了动态和静态功耗,支持多种低功耗工作模式,如深度睡眠、待机和唤醒模式,从而延长电池供电设备的续航时间。该芯片封装紧凑,适用于空间受限的应用场景,并通过I2C、SPI、UART等标准接口与主处理器通信,便于系统集成。此外,QM10E3Y-2HB还支持Quicklogic提供的开发工具链,包括软件开发环境、综合工具和调试工具,帮助开发者快速实现定制化功能,缩短产品上市周期。
型号:QM10E3Y-2HB
制造商:QuickLogic
产品系列:EOS S3
逻辑单元数量:约10K GE(门等效)
嵌入式存储器:64 KB SRAM
非易失性存储器:支持外部串行闪存启动
I/O电压:1.8V / 3.3V 兼容
核心电压:1.2V
封装类型:WLCSP(晶圆级芯片尺寸封装)
封装尺寸:约3.0mm x 3.0mm
工作温度范围:-40°C 至 +85°C
最大时钟频率:100 MHz
典型功耗(活动模式):< 150 μW/MHz
待机功耗:< 1 μA
FPGA逻辑资源:支持组合和时序逻辑、LUTs、触发器
专用硬件模块:集成PDM到PCM音频转换器、I2S接口、传感器集线器控制器、DMA引擎
安全特性:支持固件加密、安全启动
外设接口:支持多个I2C、SPI、UART接口,最多可达4个主/从模式接口
QM10E3Y-2HB的核心特性之一是其卓越的低功耗性能,特别适用于需要长时间运行且依赖电池供电的智能设备。该芯片采用了多层级电源管理架构,允许不同的功能模块独立进入低功耗状态,从而实现精细的能耗控制。例如,在语音唤醒应用中,芯片可以使用极低功耗的传感器采集和信号处理路径监听特定语音命令,仅在检测到关键词时才唤醒主处理器,大幅减少系统整体功耗。其集成的PDM-to-PCM引擎可直接连接数字麦克风,支持双麦克风波束成形和噪声抑制算法的硬件加速,提升了语音识别的准确性和鲁棒性。
另一个关键特性是高度集成的传感器融合能力。QM10E3Y-2HB内置专用的传感器集线器控制器,能够同时管理多个MEMS传感器(如加速度计、陀螺仪、磁力计、压力传感器等),执行数据采集、时间戳同步、滤波和预处理任务,并通过高效的压缩和事件触发机制将处理后的信息传递给主应用处理器。这不仅减轻了主CPU的负担,也降低了系统功耗和响应延迟,非常适合用于运动跟踪、姿态识别和情境感知等应用场景。
该芯片还具备强大的可编程逻辑资源,允许用户根据具体需求自定义硬件功能。例如,可以实现专用的数据路径、协议转换器或实时控制逻辑,而无需更改主处理器的固件。这种灵活性使得QM10E3Y-2HB能够在不同产品之间复用,加快开发进度并降低BOM成本。此外,其支持安全启动和固件加密功能,确保设备在部署后免受恶意篡改和逆向工程攻击,增强了终端产品的安全性。配合QuickLogic提供的开源软件栈和AI/ML推理框架支持,开发者还能在边缘端实现轻量级人工智能算法的部署,进一步拓展其智能化应用场景。
QM10E3Y-2HB广泛应用于对功耗、尺寸和智能化有高要求的嵌入式系统中。在可穿戴设备领域,如智能手表、健身追踪器和智能耳机中,该芯片用于实现始终开启的语音助手、手势识别和生物特征监测等功能,提升用户体验的同时保持较长的电池寿命。在物联网终端设备中,它常被用作协处理器或智能传感器中枢,负责本地数据聚合与预处理,减少向云端传输的数据量,提高隐私保护水平和系统响应速度。
在智能家居产品中,如智能音箱、无线摄像头和安防传感器,QM10E3Y-2HB可用于实现本地语音命令识别、异常声音检测和低功耗唤醒功能,避免持续依赖高功耗主芯片运行。此外,在工业物联网和预测性维护场景中,该芯片可用于振动分析、温度趋势监测等边缘智能任务,实现实时故障预警而无需频繁唤醒主控系统。
由于其小巧的封装和灵活的接口配置,QM10E3Y-2HB也适用于空间受限的医疗健康设备,如远程监护仪、助听器和便携式诊断工具,用于采集和处理生理信号(如心率、呼吸频率)并进行初步分析。其低电磁干扰特性和高抗噪能力使其在复杂电磁环境中仍能稳定工作。总体而言,任何需要“始终感知、按需唤醒、本地决策”的应用场景,都是QM10E3Y-2HB发挥优势的领域。
EOS S3 QN10E3Y-2HB
Apollo3 Blue Plus (Ambiq Micro)
nRF5340 (Nordic Semiconductor)
MAX78000 (Maxim Integrated, 现属Analog Devices)