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将来手机技术(5G新无线，又称“NR”)的主要关注点是增加带宽，使移动设备上的流视频等应用的带宽从100kbps扩大到100Mbps。为了实现低成本的广域通信，很多应用都在增长。未来十年，预计将有数十亿IoT设备的爆发式增长，这一需求尤为突出。智能城市基础设施、智慧农业、智能能源和工业自动化等应用，不仅要求设备耗能更低(可电池供电)，也要求能够大规模部署，并更重视成本因素。
手机IoT迅速成长。
在过去几年中，低功耗WAN协议(如LoRa和SigFox)已经被应用，但其被采纳和应用的程度却有所不同。近来，3GPP标准组织为宽带IoT网络定义了一种称为窄带IoT(NB-IoT)的蜂窝标准。这一标准已经被优化为机对机通讯方式。最初的版本被称为Cat-NB1，列入了3GPP第13版标准。增强型Cat-NB2已纳入3GPP第14版标准，并添加了诸如定位和多点播放器等新功能。
因为很多移动网络运营商(MNO)对其现有基础设施进行了改造，以支持新版本的功能，将NB-IoT协议与标准的3GPP推广计划结合，从而加快了采用速度。这种快速的部署也会影响支持NB-IoT采纳速度所需要的硅片组使用量迅速增加。今后十年，经济增长的估值将发生变化，预计每年复合增长率将超过40%。
球部署主要是中国、美国和欧洲移动网络运营商领先。大多数中国和欧洲运营商都是单独部署NB-IoT(Cat-NB1、Cat-NB2)，美国运营商也正在部署NB-IoT和LTE-M(一种支持语音和数据的协议)。
低耗，低成本，使设计更加集成化。
同很多使用通讯设备的片上系统(SoC)和MCU相比，传统的蜂窝实现通常要消耗更多的能量，而且要针对不同的硅处理技术节点。这样就将通讯IC从应用设备中分离开来，特别是在涉及射频收发器实现的时候。
常规LTE调制解调器软硬件体系结构包括多个DSP、多种硬件加速器、RISC内核、多种操作系统、栈等，其设计目的是满足计算密集协议和宽带LTE调制解调器对数据速率的要求。仅仅试图将这类实现缩小到支持NB-IoT的程度，并不能带来节能和缩小面积。简化功能组合和显著减少带宽需求都促使新方法产生。
可建立灵活的NB-IoT调制解调器，基于小型低功耗CPU/DSP处理器，一些专用硬件加速器、专用电源管理硬件，以及基带和RF收发器之间的紧密集成。
为了缩小存储空间，处理器必须提供理想的代码密度和有效的软件栈实现。这将避免片外DRAM的使用，这有助于降低系统成本。减少代码的长度，对实现低功耗也很重要，特别是减少对指令存储器的访问。
IoT通讯子系统的优化解决方案。
Synopsys应用于其他基于DesignWare、ARC、与此相似的概念在处理器子系统中被采用，并开发出专门用于低带宽通信的IP子系统。ARCIoT通讯IP子系统是为嵌入式设计者设计的，它可以很容易地通过额外的3GPP第14版(Cat-NB1/NB2)技术支持，向SoC提供额外的软硬件基础。
为了使IoT应用程序与NB-IoT协议栈同步运行，完全可配置的IP子系统是建立在SynopsysARCEM11D处理器之上的完全可配置的。EM11D内核的很多体系结构功能可以帮助有效地执行NB-IoT调制解调器功能，包括零开销循环、16+16复杂算术和蝶形支持、宽累加器以及定点算术(饱和和四舍五入)支持。EM11D处理器的XY内存具有高级地址生成(AGU)功能，它提供三种可同步存取的逻辑存储器，使得内核能在每一个循环执行一次乘积累积(MAC)，这是通信栈的一个重要指标。
在NB-IoT调制解调器中，对下行链路数据的解码是计算量最大的部分。该译码利用了Viterbi算法，这通常也是调制解调器设计的瓶颈。通过使用Viterbi算法对通用CPU/DSP处理器进行软件部署，所取得的性能提高十分有限。IoT通信IP子系统采用ARC处理器扩展(APEX)指令来实现硬件加速，大大降低了Viterbi解码的MHz需求，并且简化了API以直接取代软件实现。
本系统还包括一个集成的数字射频前端(DFE)，实现了协议栈与射频收发器之间的I/Q数据连接。由第三方提供的RF收发器本身比较简单，可以与其它基带处理实现片上集成。显示了Synopsys合作伙伴Palma Ceia Semi Design提供的这种RF收发器。PHY协议层软件和简化的界面可以减少复杂度，并便于RF/子系统集成。
综合功率管理和时钟控制单元(PMU)为设备提供了关键的支持，以满足3GPP对电池寿命的严格要求。大多数由电池驱动的设备都是在有限制的人机交互上“一次设置永久有效”。3GPP标准根据通信频率(每2小时/日)和数据带宽(50字节/200字节)确定若干用例。每一个5Wh电池的预期续航时间都在10年以上，对所有使用案例组合来说。在ARCEM11D处理器和剩余的IoT通讯分系统中，为SoC设计团队提供多个可编程领域，帮助SoC设计团队达到这个目标。余下的域可按需控制，还可满足电力需求，如数据保持、时钟和电源管理等功能所需的永久在线逻辑(AON)。
如表1所示的电源管理用例在活动模式、休眠模式(内存保持、RF空闲)和待机模式(RF电源关闭)，在AON逻辑活动的情况下，为了最大限度地减少功耗，建议ARCEM11D处理器、RF收发器和子系统逻辑处于的状态。
多种新出现的智能应用嵌入式IoT设备必须能满足和支持低成本、低功耗的广域通信。由3GPP定义的NB-IoT标准比传统LTE协议提供更有限的数据速率和功能组合，减少了实现的复杂性。该标准可利用简化的软件体系结构，构建和部署低成本、耗电量小的电池供电设备。
Design Ware AR CIoT通信IP子系统的综合软、硬件功能包括：传感器融合、声音触发、面部表情识别、以及一种“总是联机”的功能，例如IoT处理与云上的关键窄带通讯链接。
