詳解智能購物應(yīng)用中的存儲(chǔ)器

作者：Reuben George

當(dāng)今，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)已對(duì)所有行業(yè)產(chǎn)生了影響，而且有望到2020年成為一個(gè)1.7萬億美元的市場。IoT領(lǐng)域建立在云計(jì)算以及由移動(dòng)、虛擬和即時(shí)連接搭建的數(shù)據(jù)采集傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上。行業(yè)專家認(rèn)為，它將讓我們生活中的一切變得更加“智能”，從路燈到海港。IoT已經(jīng)滲透至各行各業(yè)：從工廠自動(dòng)化到點(diǎn)播娛樂和可穿戴設(shè)備。

IoT無疑是推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)和嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的新動(dòng)力。它的誕生推升了市場對(duì)眾多新使能技術(shù)的需求，其中包括：

新一代超低功耗IC

全新的無線通信協(xié)議

分析及云計(jì)算用全新數(shù)據(jù)處理技術(shù)

隨著芯片朝著更小尺寸的工藝節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)，此前相對(duì)不引人注目而現(xiàn)在變得愈發(fā)顯眼的一個(gè)半導(dǎo)體細(xì)分市場就是存儲(chǔ)器。物聯(lián)網(wǎng)及其艾字節(jié)數(shù)級(jí)的數(shù)據(jù)流量正在推升市場對(duì)高性能、低功耗、超小封裝存儲(chǔ)器的需求。

IoT對(duì)半導(dǎo)體-尤其是存儲(chǔ)器-強(qiáng)加的另一個(gè)約束就是安全性和可靠性要求。大量隱私信息將存儲(chǔ)在可穿戴設(shè)備、服務(wù)器和其它物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上。IoT創(chuàng)造了對(duì)高性能、低功耗、使用電池供電仍能執(zhí)行復(fù)雜運(yùn)算的芯片的需求，同時(shí)還必需盡量縮減芯片引腳數(shù)量和外形尺寸。

通過內(nèi)置深度關(guān)機(jī)、深度睡眠等低功耗模式，同時(shí)提供一代高于一代的性能(即時(shí)鐘頻率和特性集)，微控制器已可以滿足這些要求。為了與微控制器保持同步，存儲(chǔ)器必須不能讓設(shè)計(jì)人員擔(dān)憂性能和功耗之間的取舍。

本文將聚焦于存儲(chǔ)器在零售購物領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢(shì)。大型商場已經(jīng)開始利用物聯(lián)網(wǎng)吸引客戶，為他們提供個(gè)性化購物體驗(yàn)。零售商正在整合商場中的所有設(shè)備，包括公司總部和云端資源的整合。最終目標(biāo)是一個(gè)互聯(lián)商場，它能夠利用所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行促銷、打造客戶忠誠度、管理庫存和提升運(yùn)營效率。

在本文第一部分，我們探討了如何利用IoT的先驅(qū)之一-POS終端。這些智能POS終端通常是零售商采取的第一項(xiàng)措施，以便幫助他們追蹤客戶的購物習(xí)慣，管理庫存，并通過促銷活動(dòng)提升客戶忠誠度。所有主流POS終端供應(yīng)商都推出了具備這些功能的型號(hào)，它們通常具備功能強(qiáng)大、緊湊、電池供電和安全的特點(diǎn)。這些要求都轉(zhuǎn)移到這些設(shè)備使用的所有半導(dǎo)體芯片上。欲詳細(xì)了解相關(guān)內(nèi)容，您可在本站閱讀第一部分。

本文將為您介紹一些可能在不遠(yuǎn)的將來引入商場的其它關(guān)鍵設(shè)備。這些設(shè)備可以使客戶獲得一種互動(dòng)性更強(qiáng)的購物體驗(yàn)，同時(shí)還能為零售商管理庫存和改善客戶服務(wù)。

電子貨架標(biāo)簽(ESL)

商場雇員的一項(xiàng)日常工作就是在過道上來回走動(dòng)，將價(jià)格和信息標(biāo)簽放置在貨架上。對(duì)于經(jīng)常開展促銷活動(dòng)的大型商場而言，他們幾乎每天都要更新標(biāo)價(jià)。不過，借助電子貨架標(biāo)簽(ESL)技術(shù)，這項(xiàng)工作正被轉(zhuǎn)移到線上完成。電子貨架標(biāo)簽是一項(xiàng)迅速崛起且廣受歡迎的技術(shù)，它能夠取代商場中每周都要更換的紙質(zhì)標(biāo)簽，從而減少工作量和紙張浪費(fèi)的現(xiàn)象。ESL技術(shù)還消除了貨架和收銀機(jī)之間的價(jià)格差，并能讓商場靈活地隨時(shí)修改價(jià)格。它的一個(gè)長期功能是：可讓商場根據(jù)促銷活動(dòng)和具體客戶的購物歷史為其提供定制價(jià)格。例如，如果某位客戶每周都要購買一打雞蛋，商場可以為其提供一項(xiàng)訂購計(jì)劃，以鼓勵(lì)其繼續(xù)如此行事。

形式最簡單的ESL由一個(gè)LCD或電子墨水顯示屏、RF模塊、配套處理器、紐扣電池和低引腳數(shù)存儲(chǔ)器(易失性和非易失性存儲(chǔ)器)構(gòu)成。根據(jù)所需功能，商場可以將價(jià)格走勢(shì)、購買走勢(shì)和當(dāng)前庫存信息存儲(chǔ)在ESL中，然后在一天結(jié)束的時(shí)候刷新中央服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。使用一個(gè)低功耗控制器和存儲(chǔ)器可讓整個(gè)系統(tǒng)由一顆小紐扣電池供電，而且仍然可以工作數(shù)年?；趦?nèi)置的連接選項(xiàng)(通常是BLE或Wi-Fi)，板載存儲(chǔ)器可兼作協(xié)議棧存儲(chǔ)空間，繞過商場的中央服務(wù)器，直接連接用戶手機(jī)。

圖1：ESL標(biāo)簽

鑒于電子貨架標(biāo)簽(ESL)的成本和續(xù)航要求，大多數(shù)ESL將使用低端無線控制器，如德州儀器的WIFI+Zigbee SoC(CC253X系列)。這些控制器兼作處理和連接單元，并包含一個(gè)電子墨水顯示屏、閃存以及用于創(chuàng)建和轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議包的板載RAM。閃存通常用于存儲(chǔ)引導(dǎo)代碼，這些通常不會(huì)超過數(shù)個(gè)MB字節(jié)。因此，這些設(shè)備極少需要外置閃存，除非它們需要具備更豐富的特性和觸摸功能。但是，應(yīng)用廣泛的電子貨架標(biāo)簽通常需要一個(gè)外置RAM，因?yàn)椋?KB - 32KB的板載RAM用于臨時(shí)存儲(chǔ)代碼執(zhí)行空間，以及存儲(chǔ)用于形成在下次上傳至服務(wù)器時(shí)所使用協(xié)議包的數(shù)據(jù)。板載RAM限制了設(shè)備中形成的數(shù)據(jù)包的大小。系統(tǒng)的大部分電能用于建立基站連接。一旦建立連接后，為了優(yōu)化功耗，系統(tǒng)應(yīng)能上傳協(xié)議棧所允許的最大數(shù)據(jù)包，而且理想的情況是，不應(yīng)受到系統(tǒng)中可用存儲(chǔ)空間的限制。

與使用一個(gè)內(nèi)置大容量RAM的控制器相比，使用一個(gè)外置RAM要簡單和劃算得多。由于大多數(shù)控制器的引腳數(shù)有限，存儲(chǔ)器如果能夠通過SPI接口交互就更好。此外，為了不嚴(yán)重影響系統(tǒng)總的功率預(yù)算，它們需要支持低功耗。下表對(duì)比了一個(gè)連接控制器和一個(gè)外置存儲(chǔ)器的功耗。

本文和上文只探討了少數(shù)幾種可讓購物體驗(yàn)變得智能的組件。我們還將撰寫一篇文章，介紹另外一種智能購物體驗(yàn)組件。除此之外還有很多其它組件，如攝像頭、傳感器、信標(biāo)、顯示屏、泛數(shù)據(jù)分析等等。歡迎閱讀本應(yīng)用指南，進(jìn)一步了解具備深度睡眠模式的SRAM。您還可以閱讀本應(yīng)用指南，進(jìn)一步了解如何利用HyperFlash存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)系統(tǒng)。