恩智浦i.MX RT MCU技術(shù)賦能智能手表未來(lái)

隨著(zhù)處理器性能增強，電池續航時(shí)間延長(cháng)，互聯(lián)愈發(fā)普遍，傳感、監控和跟蹤更智能以及更友好的用戶(hù)界面等方面技術(shù)的快速進(jìn)步，可穿戴設備得到了大力發(fā)展，同時(shí)產(chǎn)品尺寸更小、成本更低。

智能手表設計的演變

智能手表已成為我們智能、互聯(lián)和運動(dòng)的生活方式中不可或缺的可穿戴設備。幾十年前，隨著(zhù)《至尊神探》（Dick Tracy）中的雙向腕式收音機/電視機、《杰森一家》（The Jetsons）中的笨重視頻腕表以及《星際迷航》（Star Trek）電影中首次亮相的“腕式通訊器”等科幻小玩意的出現，智能手表的概念應運而生。帶LED屏幕的數字手表是智能手表的前身，它于20世紀70年代初上市，而第一批具有處理和通訊功能的真正智能手表則出現在20世紀90年代末。

進(jìn)入21世紀后，智能手表繼續發(fā)展，與腕式健身追蹤器展開(kāi)競爭。如今的智能手表成為了功能豐富、無(wú)線(xiàn)連接的“腕式計算機”，可提供健身追蹤器的生物識別健康監測功能，以及觸摸屏和語(yǔ)音控制、圖形、多媒體和移動(dòng)電話(huà)功能——手腕上的智能手機集各種功能于一身。

熱門(mén)趨勢：功能豐富的智能手表，打造注重健康的生活方式

消費者對功能豐富的智能手表的需求日益增長(cháng)，尤其是精通科技的千禧一代城市人口，市場(chǎng)應運增長(cháng)。智能手表也在吸引包括老年人在內的新用戶(hù)，因為可穿戴設備制造商增加了健康監測功能，能使用戶(hù)實(shí)時(shí)跟蹤自己的健康狀況和生物識別數據。

如今的智能手表甚至比幾年前功能更強大。智能手表通常借助連接藍牙的智能手機或直接通過(guò)Wi-Fi、4G-LTE或5G與云和流媒體服務(wù)通信。近年來(lái)，電池續航時(shí)間有所提升，一些型號的智能手表電池續航時(shí)間從幾天延長(cháng)到幾周。有機發(fā)光二極管（OLED）和有源矩陣有機發(fā)光二極管（AMOLED）顯示屏以及帶有動(dòng)畫(huà)、語(yǔ)音控制和音頻播放的生動(dòng)圖形用戶(hù)界面打造了更直觀(guān)的用戶(hù)體驗。如今的智能手表還具有更強大的內置信息安全功能，可保護個(gè)人和商業(yè)數據。

智能手表的生物識別傳感功能已經(jīng)變得更加成熟，超越了基本的健康/活動(dòng)追蹤器的功能，支持一系列健康監測功能，包括SOS緊急服務(wù)、安全區警報、接觸者追蹤以及生命體征監測和報告。一些智能手表還提供“設備即服務(wù)”功能，包括個(gè)人健康狀況監測（即睡眠模式、心率監測、跌倒檢測和血氧水平），兒童、老年人和寵物的位置監測，以及面向心臟護理、糖尿病管理和物理治療的遠程醫療保健等。

許多功能齊全的智能手表設計配備了運動(dòng)模式，配備虛擬教練、音樂(lè )存儲播放、語(yǔ)音通話(huà)、本地語(yǔ)音控制和語(yǔ)音云助手，如Amazon Alexa和Google Assistant。例如，Amazfit GT3 手表的高級功能包括長(cháng)達21天的電池續航時(shí)間、超高清AMOLED顯示屏、24小時(shí)健康管理、150多種運動(dòng)模式以及用于語(yǔ)音控制的Amazon Alexa等。另一個(gè)出色的產(chǎn)品是Garmin Venu 2 Plus，這是一款健身智能手表，專(zhuān)為積極運動(dòng)的生活方式而打造，支持語(yǔ)音通話(huà)、動(dòng)畫(huà)手表鍛煉、睡眠評分和常規健康監測?？纱┐髟O備也在不斷發(fā)展，不僅限于腕式，還包括眼鏡式，如具有照片捕捉、視頻錄制和音頻播放功能、外形時(shí)尚的雷朋Stories智能眼鏡。

使用恩智浦i.MX RT MCU系列設計續航時(shí)間長(cháng)的安全智能手表

與領(lǐng)先的平臺提供商合作，以在激烈的智能手表市場(chǎng)贏(yíng)得競爭優(yōu)勢。使用經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗證的處理平臺，您可以專(zhuān)注于自己最擅長(cháng)的事情：設計與眾不同的創(chuàng )新智能手表產(chǎn)品。恩智浦作為您的可穿戴設備技術(shù)合作伙伴，可提供廣泛的低功耗微控制器（MCU）產(chǎn)品組合、先進(jìn)的語(yǔ)音軟件、強大的安全技術(shù)和全面的開(kāi)發(fā)生態(tài)體系。

成功的智能手表設計始于優(yōu)化的片上系統（SoC）平臺。恩智浦的i.MX RT500和i.MX RT600系列安全跨界MCU提供低功耗處理和高性能功能的理想平衡，以及豐富的集成和高級安全性。i.MX RT500/600 MCU將Arm? Cortex?-M33內核的實(shí)時(shí)功能與高性能DSP內核相結合，有助于釋放智能互聯(lián)可穿戴應用的潛力。

采用恩智浦的低功耗技術(shù)延長(cháng)電池續航

i.MX RT 500/600 MCU提供高性能和高能效的最佳平衡。MCU可以運行頻率高達300 MHz的Arm? Cortex?-M33內核、集成的Cadence^? Tensilica^? Fusion F1或HiFi 4 DSP內核、PowerQuad數學(xué)引擎、2D圖形處理GPU和大量片上外設接口來(lái)同時(shí)運行多個(gè)任務(wù)。采用這種巧妙的多任務(wù)處理方法，可穿戴設備設計能夠使用適當的任務(wù)處理工具或界面。

MCU為節能異構計算提供多種電源模式。例如，Cortex-M33處理器可以在DSP工作時(shí)保持睡眠模式。i.MX RT MCU電源架構支持動(dòng)態(tài)電壓和頻率調節（DVFS）和多個(gè)時(shí)鐘分頻器，可輕松調節處理內核。內核速度可根據需要調節，可穿戴設計能使用內置低功耗時(shí)鐘源，而不是更高功率的外部源。這些創(chuàng )新低功耗MCU可將智能手表的電池續航延長(cháng)至三周。

為您的智能手表設計添加語(yǔ)音功能，實(shí)現語(yǔ)音控制操作

恩智浦的i.MX RT MCU集成了TenSilicon Fusion 1或HiFi 4 DSP，可提供高性能音頻DSP功能，支持智能手表實(shí)現語(yǔ)音助手和語(yǔ)音呼叫功能。我們的語(yǔ)音智能技術(shù)（VIT）是一個(gè)免費的綜合語(yǔ)音控制軟件包，可作為MCUXpresso SDK中的現成庫。VIT使用恩智浦的在線(xiàn)模型創(chuàng )建工具啟用客戶(hù)定義的喚醒詞和語(yǔ)音命令。除了VIT，恩智浦還可提供高級語(yǔ)音支持和語(yǔ)音處理技術(shù)，包括：

●   VoiceSeeker——用于語(yǔ)音控制的高級音頻前端信號處理，包括波束成形、高級降噪和回聲消除

●   VoiceSpot——低功耗喚醒單詞引擎，以可靠的方式觸發(fā)語(yǔ)音

●   Conversa——多麥克風(fēng)雙向傳輸語(yǔ)音通話(huà)套件

為您的智能手表設計生動(dòng)的圖形和靈活的顯示界面

i.MX RT500 MCU集成2D GPU以呈現生動(dòng)的圖形，實(shí)現現代化的人機交互界面設計，適用于低功耗應用。恩智浦全面的軟件生態(tài)體系包括一系列來(lái)自合作伙伴的第三方解決方案，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了圖形開(kāi)發(fā)。

Zepp OS UI搭載AMETEK Crank軟件，在A(yíng)mazfit GT3智能手表等小巧設備中打造了類(lèi)似智能手機的驚艷體驗。Zepp OS基于FreeRTOS的開(kāi)源代碼，是目前市場(chǎng)上最輕的智能手表操作系統之一，搭載i.MX RT500等系列低功耗、高性能MCU，可使智能手表單次充電后運行三周。

AMETEK Crank Storyboard GUI框架可在恩智浦的MCUXpresso IDE工具包中直接獲取，極大地簡(jiǎn)化了評估恩智浦MCU和創(chuàng )建豐富嵌入式GUI的流程。

24小時(shí)健康安全管理

如今，始終聯(lián)網(wǎng)的智能手表持續監測健康生物識別數據，如日?；顒?dòng)及心率變化。睡眠監測也已成為許多智能手表設計的熱門(mén)用例。為了在沒(méi)有CPU干預的情況下輕松收集生物識別數據，i.MX RT MCU配備了低功耗DMA引擎和一系列低功耗傳感器接口，如I2C和I3C總線(xiàn)。

如今的智能手表能夠與遠程醫療保健服務(wù)商分享生物識別數據，進(jìn)行監測和診斷。因此，必須保證無(wú)線(xiàn)連接的安全性和私密性，以保護用戶(hù)數據。確保智能手表設計的安全性需要強大且易于實(shí)施的安全框架，且框架必須基于強大的隔離和成熟的硬件安全技術(shù)。為了輔助智能手表和其他可穿戴設備抵御入侵，恩智浦i.MX RT MCU提供先進(jìn)的內置安全功能，包括安全啟動(dòng)、唯一密鑰存儲以及對稱(chēng)和加密算法的硬件加速。

與恩智浦合作，推動(dòng)下一代智能手表的發(fā)展

隨著(zhù)智能手表新用例的興起，恩智浦在跨界MCU、無(wú)線(xiàn)連接、傳感器接口、語(yǔ)音軟件和安全技術(shù)方面的進(jìn)步將繼續滿(mǎn)足可穿戴設備設計日新月異的需求。恩智浦全面的軟件解決方案和第三方生態(tài)體系幫助開(kāi)發(fā)人員優(yōu)化其智能手表設計，在微型外形下降低成本和復雜性，并加快上市的時(shí)間。

作者：

Eduardo Montanez

恩智浦半導體邊緣處理事業(yè)部可穿戴設備和個(gè)人設備市場(chǎng)總監

Eduardo Monta?ez獲得了得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校電氣工程理學(xué)學(xué)士學(xué)位，主修計算機工程和集成電子技術(shù)。Eduardo擁有20多年的半導體行業(yè)工作經(jīng)驗，專(zhuān)注于物聯(lián)網(wǎng)邊緣處理器方面，擔任過(guò)多個(gè)職位，涉及系統與架構、業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等領(lǐng)域。目前，Eduardo負責恩智浦的全球市場(chǎng)戰略和市場(chǎng)增長(cháng)，為客戶(hù)開(kāi)發(fā)跟蹤器、智能手表、耳機/耳機、電子閱讀器、AR/VR產(chǎn)品以及其他可穿戴設備。