可穿戴電子產(chǎn)品選擇MCU的標(biāo)準(zhǔn)
來源:宇芯有限公司 日期:2018-03-20 14:30:14
可穿戴設(shè)備是指人體可穿戴的微型電子產(chǎn)品,通常與現(xiàn)有配飾(如手表)集成或者取而代之。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下,該細(xì)分市場(chǎng)正迅猛發(fā)展,因此對(duì)于更小型化、更直觀的設(shè)備的需求也在快速提升。目前,手環(huán)、智能手表、智能眼鏡以及體育與健身活動(dòng)跟蹤器等體現(xiàn)出可穿戴設(shè)備發(fā)展火熱的趨勢(shì)。除了消費(fèi)類市場(chǎng)之外,醫(yī)療行業(yè)也對(duì)監(jiān)控身體狀況與功能的設(shè)備有著更高的需求與要求。
可穿戴設(shè)備中最重要的電子組件就是微控制器(MCU)。MCU不但尺寸要小,而且還需要執(zhí)行更多功能,因此,集成形成了了另一個(gè)重要因素。我們將會(huì)在本文中探討可穿戴電子系統(tǒng)的不同需求、如何根據(jù)有關(guān)需求細(xì)分市場(chǎng)、典型可穿戴設(shè)備中的不同組件和MCU如何滿足相關(guān)需求。
可穿戴設(shè)備的需求
美觀:可穿戴設(shè)備外觀需要時(shí)尚好看,要能夠搭配當(dāng)前的時(shí)尚配飾,如手表、眼鏡等。美觀至關(guān)重要,人們通常都會(huì)選擇同類型產(chǎn)品中更加美觀的產(chǎn)品,因此英特爾等半導(dǎo)體巨頭都在同時(shí)尚行業(yè)攜手打造時(shí)尚設(shè)備。
電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)是提高美感的關(guān)鍵技術(shù)。電容式用戶界面需要支持各種外形(包括曲面)、能夠防液體,以及支持厚的覆蓋層感應(yīng)等。賽普拉斯的CapSense和TrueTouch技術(shù)使此類需求變得切實(shí)可行。
尺寸:如上所述,這種器件尺寸必須要非常小,以便輕松集成到可穿戴設(shè)備。同時(shí)設(shè)備還應(yīng)當(dāng)在相同空間集成更多功能。片上系統(tǒng)(SoC)和芯片級(jí)封裝(CSP)等技術(shù)有助于縮小尺寸。例如,賽普拉斯可以提供采用WLCSP等多種封裝選項(xiàng)的可編程片上系統(tǒng)(PSoC)器件。
防水:可穿戴設(shè)備會(huì)被用戶帶到任何地方。因此,這些設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠抵抗各種環(huán)境條件,如水滴、濕氣、汗液等。
功耗:因?yàn)榭纱┐髟O(shè)備是由電池供電,所以降低其功耗存在特殊挑戰(zhàn)。由于可穿戴設(shè)備大部分是監(jiān)控設(shè)備,與其它移動(dòng)設(shè)備不同的是,它需要一直連續(xù)打開并且保持連接。例如,智能手表需要始終顯示時(shí)間,并通過藍(lán)牙等無(wú)線方式連接到手機(jī),便于接收提醒;計(jì)步器則需要一直計(jì)算步數(shù)并向手機(jī)應(yīng)用報(bào)告;同樣,心率監(jiān)控器需要一直提供監(jiān)控和報(bào)告。不過由于設(shè)備需要降低整體尺寸,因此會(huì)從內(nèi)在限制電池容量。
這些設(shè)備需要以超低功率運(yùn)行,以延長(zhǎng)電池使用壽命。此項(xiàng)需求對(duì)MCU與固件算法提出了特殊要求。32位ARM架構(gòu)是可穿戴設(shè)備常用的CPU技術(shù),因?yàn)樗芴峁┳罴研阅芘c高能效。另外可設(shè)計(jì)采用ANT+、低功耗藍(lán)牙(BLE)等無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)低功耗。
無(wú)線通信:無(wú)線連接對(duì)于可穿戴設(shè)備而言非常重要,因?yàn)楹笳咝枰c一個(gè)或多個(gè)設(shè)備進(jìn)行交互。根據(jù)類型和所提供的功能,此類設(shè)備需要支持不同的無(wú)線協(xié)議,如Wi-Fi、ANT+、BLE、基于IEEE 802.15.4的專有協(xié)議等。一些設(shè)備需要支持多種協(xié)議。例如某種腕表采用專有無(wú)線協(xié)議與心率監(jiān)控胸帶通信,同時(shí)采用BLE與手機(jī)中的跑步應(yīng)用進(jìn)行通信。
關(guān)鍵詞:
MCU
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