解讀智能可穿戴的技術(shù)困境與重生之門(mén)　

RSL10無(wú)線(xiàn)電系統單芯片

　　安森美半導體的RSL10無(wú)線(xiàn)電系統單芯片系列為移動(dòng)醫療和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)提供藍牙低功耗技術(shù)。采用先進(jìn)的封裝技術(shù)開(kāi)發(fā)微型助聽(tīng)器，RSL10結合許多所需的功能塊到一個(gè)完整的、微型的、低功耗方案，用于可穿戴醫療應用。在傳感方面，安森美半導體的智能無(wú)源傳感器能夠測量參數如溫度和濕度，同時(shí)也有能量收集能力，在電源需求方面能自給自足。另外，安森美半導體的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件(IDK)提供一個(gè)易于使用的、可配置的、快速原型開(kāi)發(fā)平臺，配以一個(gè)集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境，有助于開(kāi)發(fā)人員迅速把移動(dòng)醫療理念由概念落實(shí)。

　　Nordic低功耗藍牙助力可穿戴設備實(shí)時(shí)交互

　　新興移動(dòng)虛擬現實(shí)(VR) 炙手可熱，用于這類(lèi)應用的運動(dòng)控制器也受到市場(chǎng)注目。例如Ximmerse 廣東虛擬現實(shí)科技公司推出的兩款解決方案：三自由度(3DoF)運動(dòng)控制器Ximflip和具有位置跟蹤功能的六自由度(6DoF)的移動(dòng)VR套件Ximneon。Ximflip采用Nordic的nRF51822低功耗藍牙系統級SoC，Ximneon則由Nordic的nRF52832 SoC使能。

　　Ximflip兼容大多數移動(dòng)VR頭戴裝置，它與用戶(hù)的智能手機配對后，用戶(hù)便可在基于智能手機應用程序的VR游戲中進(jìn)行各種操作，例如指向、選擇、抓取、劃槳和投擲。

　　此外，智能手表和手環(huán)也是很普及的多功能產(chǎn)品。例如Trasense International推出的“H03 Pro-N”智能運動(dòng)手表同時(shí)兼具智能手表和運動(dòng)手表兩者的功能。該款手表能夠測定距離、步數和燃燒的卡路里，以及提供來(lái)電提醒、來(lái)電拒接、智能報警和遙控智能手機攝像頭;而上海智向科技公司的BeacoolCarFit 手環(huán)不僅可報告健康指標，而且集成了電子支付及多項汽車(chē)功能的遠程控制。兩款產(chǎn)品均選用了nRF52832 SoC以實(shí)現低功耗藍牙無(wú)線(xiàn)連接功能。

　　Nordic用于這類(lèi)產(chǎn)品的解決方案包括nRF52832低功耗藍牙SoC，這是Nordic的第六代超低功耗無(wú)線(xiàn)連接解決方案。SoC配有Nordic的S132 協(xié)議棧，它是支持藍牙4.2的射頻軟件協(xié)議棧，用于構建高級低能耗藍牙應用程序。S132協(xié)議?？梢酝瑫r(shí)運行中央、外圍、廣播和觀(guān)察者這幾個(gè)低功耗藍牙角色，最多可同時(shí)支持八個(gè)連接。

一款用于兒童的入耳式溫度計

　　德國Cosinuss°公司的degree產(chǎn)品是一款市場(chǎng)將會(huì )增長(cháng)的可穿戴產(chǎn)品。degree是一款用于兒童的入耳式溫度計，在發(fā)燒期間可連續測量?jì)和捏w溫。體溫數據記錄在設備上，并且在溫度過(guò)高或者溫度上升過(guò)快時(shí)向父母的智能手機發(fā)送通知。對于焦慮的父母，這項功能提供了高安全性，能夠在病癥初起時(shí)快速應對，并且，父母能夠在病癥形成期間做出反應，預防病癥加重。在治療之后，也可以監測和調整效果。

目前，這樣的技術(shù)還沒(méi)有提供給大眾市場(chǎng)，但在有了最新的低功耗藍牙技術(shù)以后，將很快面向普通消費者。degree將使用Nordic Semiconductor最新的Nordic nRF52840 SoC器件。該系列芯片能夠使用藍牙5，允許高數據吞吐量和多個(gè)廣告擴展。由于僅有經(jīng)過(guò)選擇的低功耗數據可以從溫度計向智能手機傳送，從而能夠很大限度地減少耗能，從而增加電池使用時(shí)間。

蜂窩連接技術(shù)助穿戴設備成長(cháng)

　　至今為止，智能手表功能有限，并且電池壽命短，主要原因是它們使用了設計用于智能手機而不是智能手表的處理器。隨著(zhù)這些智能手表背后的技術(shù)得到改進(jìn)，使用智能手表的總體體驗將會(huì )更好。一項重大進(jìn)步是智能手表不必再依附智能手機，而蜂窩連接技術(shù)將是其中主要的推動(dòng)力。全新LTE標準，例如Cat-M1將會(huì )在智能手表等智能設備中實(shí)現極低功耗LTE連接，可讓這些設備的電池壽命從數小時(shí)延長(cháng)到數周。而且，語(yǔ)音控制位于智能手表上，而不用依賴(lài)云，這將極大地改善用戶(hù)體驗。因此，我們預計智能手表的使用在未來(lái)數年將顯著(zhù)增加。

　　在健康監測和診斷領(lǐng)域中，聯(lián)網(wǎng)的可穿戴設備能夠連續地監測健康狀況、身體表現和腦電波，與帶心率監測功能的健身腕帶和智能手表不同，這是另一種形態(tài)的產(chǎn)品，將會(huì )更加流行。在健康監測領(lǐng)域的新技術(shù)還包括智能服裝，上面的傳感器能夠監測出汗的鈉含量、身體脫水情況和其它關(guān)鍵生物特征指標。

　　CEVA可為智能可穿戴設備提供完整的調制解調器解決方案，為可穿戴設備帶來(lái)蜂窩連接，支持LTE CAT-M1和CAT-NB1等全新標準;提供藍牙5和Wi-Fi技術(shù)來(lái)相互連接可穿戴產(chǎn)品和傳感器，并且連接至智能手機;提供極低功耗語(yǔ)音生物識別、語(yǔ)音激活和語(yǔ)音控制DSP產(chǎn)品，能夠在任何可穿戴設備中實(shí)現先進(jìn)的語(yǔ)音用戶(hù)界面。

可穿戴相機及病人健康監測將成焦點(diǎn)

　　有強烈的跡象表明，可穿戴相機和可穿戴病人健康監測裝置將會(huì )繼續顯著(zhù)增長(cháng)。健康和體質(zhì)監測功能往往都會(huì )集成到智能手表當中，在總體上也將有助于推動(dòng)下一代智能手表市場(chǎng)的增長(cháng)。

　　對于運動(dòng)相機來(lái)說(shuō)，相機模塊本身將決定這臺相機是頂級產(chǎn)品還是僅僅一件主流產(chǎn)品。主流的運動(dòng)相機一般仍會(huì )配備定焦廣角鏡頭，焦距通常在17毫米到20毫米的區間內(相當于35毫米單反相機)。根據傳感器的具體尺寸，視野約在140度左右，而某些型號更可達到170度。

　　傳感器技術(shù)和微型化電子組件的飛速發(fā)展，使得一系列新型的健康監測裝置成為了可能，不僅可以幫助挽救生命，而且可潛在地降低成本，這是因為醫院之外的準確遠程診斷也可以成為現實(shí)，而醫院內部連續的24小時(shí)監測也會(huì )變得愈發(fā)方便，所需的時(shí)間與開(kāi)支也更少。有關(guān)設備包括血壓監護儀、動(dòng)態(tài)血糖監測儀、脈搏血氧計，以及心電(ECG)監護儀。這些設備的外形尺寸可以各不相同，從腕帶和胸帶的形式，以至各種接插線(xiàn)與可吞入體內的設備等。而微型化是診斷用可穿戴設備的新興的趨勢之一。

　　這兩類(lèi)產(chǎn)品都需要堅固而又節省空間的互連解決方案，“靈活”的性能可以成為一項主要優(yōu)勢。Molex提供的Temp-Flex?多芯線(xiàn)纜解決方案可以很好地滿(mǎn)足這一需求。該線(xiàn)纜采用了Temp-Flex以及Molex的核心能力，在一個(gè)高柔性線(xiàn)纜解決方案中將各種細線(xiàn)、同軸、雙股線(xiàn)纜、三同軸線(xiàn)纜、絞線(xiàn)對、線(xiàn)纜管和強力構件結合到一起，設計可滿(mǎn)足惡劣環(huán)境和臨界條件下對數據、信號和功率的需求。醫療應用則包括診斷、影像和外科設備。

AR/VR

　　可穿戴設備需要更低功耗和更小尺寸

　　隨著(zhù)生活質(zhì)量日漸提高，人們越發(fā)重視健康, 智能可穿戴設備可以無(wú)縫連接健康監控指標和醫療檢測技術(shù), 有著(zhù)廣闊的美好前景，目前比較火爆的4G智能運動(dòng)手表，不僅具有運動(dòng)監測提醒優(yōu)化等各種功能，可以通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)傳送到云端，語(yǔ)音通話(huà)功能也不容忽視。智能醫療手環(huán)可以每天24小時(shí)對身體狀況監測，血糖、心率、血壓這些健康指數非常容易得到這些大數據分析。

　　小的體積優(yōu)異的ESD性能對穿戴設備尤顯重要，穿戴設備和人體時(shí)刻不停地在接觸，靜電放電問(wèn)題總會(huì )發(fā)生，所以靜電保護不可缺少，通常的要求都會(huì )高于20KV以上，而我們的器件在0201的尺寸里面可以滿(mǎn)足30KV的靜電測試要求，甚至更小的01005的封裝產(chǎn)品也可以提供給客戶(hù)使用。

　　可穿戴設備需要更低功耗、更小尺寸的產(chǎn)品，我們ESD的保護產(chǎn)品也就是順應了這些產(chǎn)品的需求，例如我們的01005尺寸的SP3042系列產(chǎn)品靜電等級達到了30KV的接觸放電水平，對于快速脈沖的吸收能力達到了40A (IEC6100-4-4 EFT 5/50ns)，漏電流卻小于0.1μA。這些低功耗、高性能的產(chǎn)品確保了可穿戴設備的安全性和可靠性。

機器學(xué)習使AR需要更高效的存儲技術(shù)

　　早期問(wèn)世的一些 AR 頭顯(如 Google Glass)的目標是投射數字信息，幫助用戶(hù)制定更好的決策，而之后問(wèn)世的一些更高級的 AR 頭顯(如 Microsoft HoloLens)則擁有更強大的處理能力、更好的光學(xué)和電源管理，使用戶(hù)能夠與這些數字對象交互。這些高級頭顯的所有功能無(wú)一例外，都讓用戶(hù)能夠以 3D 形式觀(guān)看虛擬對象并與之交互，就像這些對象位于真實(shí)環(huán)境中一樣。

　　AR 的進(jìn)步與機器學(xué)習的進(jìn)步同時(shí)發(fā)生，機器學(xué)習與 AR 頭顯的功能可以完美合作。隨著(zhù)機器學(xué)習的不斷發(fā)展，AR 頭顯有可能會(huì )成為智能端點(diǎn)設備，用于訓練這些機器學(xué)習的算法。算法的智能程度提高后，反過(guò)來(lái)又有助于向 AR 眼鏡提供最相關(guān)的信息，使其成為必不可少的設備。

　　從架構的角度來(lái)說(shuō)，很多早期設計的頭顯都基于智能手機，但搭載了新應用并引入了機器學(xué)習，我們可能會(huì )看到為了增強用戶(hù)體驗而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用硬件(CPU、GPU、FPGA、傳感器、加速器)和軟件?，F如今的頭顯設計使用了廣泛應用于智能手機的標準存儲密度和封裝。隨著(zhù)人們開(kāi)始想要更省電、更輕便且功能更強大的頭顯，這些傳統存儲有時(shí)可能無(wú)法滿(mǎn)足需求。更加高效的存儲以及硅光子領(lǐng)域的進(jìn)步，可讓電源、性能和吞吐量等實(shí)現巨大改進(jìn)。此外，還可能會(huì )有各種封裝選項可供選擇。如果半導體芯片可以與高速互聯(lián)技術(shù)相結合，就能縮短信號的傳輸距離、拓寬信號路徑，從而提升性能。美光科技專(zhuān)注于存儲技術(shù)領(lǐng)域，不僅出色地打造出了當今先進(jìn)的內存和存儲技術(shù)，還不斷對面向未來(lái)的新技術(shù)進(jìn)行投資和研究。

VR/AR設備需要更好的抗干擾能力

　　隨著(zhù)VR和AR技術(shù)的提升和普及，VR和AR極有潛力成為下一代大型數碼平臺載體，在可預見(jiàn)的不遠將來(lái)，VR和AR體驗設備將會(huì )越來(lái)越流行。

　　VR/AR頭戴設備結合了仿真模擬和計算機圖形、多媒體、傳感和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等多種技術(shù)。它是現代顯示技術(shù)下的創(chuàng )新型設備，對于增強顯示、虛擬現實(shí)和立體顯示體驗而言，是非常重要的硬件部分。

　　由于VR/AR設備是多種技術(shù)結合的產(chǎn)品，在各個(gè)電子元器件之間，存在著(zhù)電磁場(chǎng)感應，電源饋線(xiàn)和地線(xiàn)傳輸的干擾。因此，如何有效地屏蔽電磁波則成為實(shí)現VR/AR性能的重中之重。

　　CABLINE?-CA II極細同軸線(xiàn)連接器

　　愛(ài)沛電子(I-PEX)提供各種規格的極細線(xiàn)同軸線(xiàn)連接器，板對板(FPC)和FPC/FFC連接器，超小型RF同軸連接器和電纜組件，以滿(mǎn)足VR/AR頭戴設備對高速傳輸和電磁波屏蔽的要求。

　　CABLINE?-CA II極細同軸線(xiàn)連接器采用360度全屏蔽防EMI結構 ，能夠傳輸20 Gbps的高速數據?？梢詰糜陲@示屏，攝像模組以及存儲設備等電子設備。

　　隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)設備上高速應用的發(fā)展，使高速數據總線(xiàn)免于受到設備內外不同射頻信號的影響是一項挑戰?？梢钥紤]使用額外的組件，如屏蔽帶和屏蔽罩等，但這些可能需要額外的空間和時(shí)間來(lái)實(shí)現。I-PEX的CABLINE-CA II極細同軸線(xiàn)連接器提供全屏蔽構造，使空間和時(shí)間大大節省。另外，機械式鎖扣可防止連接器脫落。

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　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第9期第14頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。