エレクトロニクス産業の次のけん引役の1つとして、ウエアラブル機器が注目を集めている。一般にウエアラブル機器は電池で常時稼働し（いわゆるalways on computing）、数多くのセンサーを搭載する（いわゆるセンサーフュージョン）。このため、これまでとは違ったマイクロコントローラー（マイコン）が必要になる。すなわち、常時稼働でも長い電池寿命を可能にする低電力性や、多数のセンシングデータを処理できる性能の双方が、ウエアラブル機器向けマイコンには求められる。

　さらに、こうしたウエアラブル機器向けの高い電力性能比のマイコンには、適用先のアプリケーションによって、次のようなさまざまな機能が求められる注）。

図1　ウエアラブル機器向けマイコンの機能ブロック図の例　55nm～180nmのノードのプロセスで製造されることが多い。
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  • 浮動小数演算機能
  • 8/16ビットデータの効率的な処理をするため、1つの命令で複数の演算器を動かすSIMD命令
  • DSP機能
  • IoTではインターネットを流れるデータの秘匿性、対ハッキング性
  • 車載向けでは、高度な安全性（ISO262 ASIL-D）
  • 決済用途などでは、高度な耐タンパリング性
  • A-D変換器やMEMSセンサー、RF回路の内蔵（図1）

　次に、ウェアラブル機器向け1チップマイコンのチップ内通信について考える（図2）。この例では、メインのオンチップバスは、AMBA AHBバスである。CPUコアに加えて、ROM/RAMもブリッジを介してAHBに接続される。GPIOやUARTのようなDMA（direct memory access） I/O は、AHBプロトコルでは複雑すぎるので、一度AHB-APBのブリッジを介した上でAPBに接続される。

図2　典型的なマイコンのアーキテクチャー
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　一方、オプションで加えられることが多い次のような回路ブロックは、AHBに接続される。例えば、DMAC（direct memory access controller）を内蔵するようなバンド幅の広いI/Oは、RAMにアクセスするのに便利なようにAHBに接続される。また、要求するバンド幅自体それほどでもなくても、AHB-APBのブリッジに伴うレイテンシーの悪化が問題になるような、低レイテンシーアクセスが必要なI/OはAHBに接続する。特定の演算を行うハードウエアアクセラレーター（浮動小数点演算器も含まれる）もAHBに接続する。

　これらのオプションで加えられる回路は、多くの場合AHB接続に際してプロトコル変換のためのブリッジが必要になる。そのためのロジック回路が追加され、ブリッジ回路内で数クロックが余計に消費されてしまう。これらは、システムレベルでの高い電力効率達成のためには、不利に働いてしまう。応用先によって、必要十分な回路のみ、搭載した方がいいだろう。

図A　大規模なアプリケーションプロセッサーICに、センサー処理向けの常時稼働領域　このようなアプリケーションプロセッサーICは14/16nm～40nmのノードのプロセスで製造されることが多い。
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注）　ウエアラブル機器によっては、ホストのアプリケーションプロセッサー内部に、センサー処理を担う常時稼働の領域が含まれる場合がある（図A参照）。この記事では、この常時稼働領域も、ウエアラブル機器の1チップマイコンとして扱う。