低功耗/高整合方案盡出 穿戴式元件規格翻新

　　穿戴式裝置囿于體積及重量限制，對晶片尺寸與功耗要求較行動(dòng)裝置更加嚴苛，因此微控制器(MCU)、微處理器(MPU)與微機電系統(MEMS)感測器等元件開(kāi)發(fā)商，紛紛推出更低功耗或高整合度的新一代解決方案，期能大啖穿戴式電子商機。

　　穿戴式裝置將引爆新一輪的晶片熱戰。穿戴式裝置受限于體積及重量限制，所需元件規格與一般行動(dòng)裝置不盡相同，為搶食此商機，穿戴式裝置中的關(guān)鍵元件開(kāi)發(fā)商，無(wú)不戮力針對穿戴式裝置發(fā)布新一代低功耗或高整合的解決方案，再次翻新行動(dòng)裝置元件規格。

　　芯科實(shí)驗室美國區域市場(chǎng)行銷(xiāo)總監RamanSharma表示，穿戴式產(chǎn)品設計的首要考量，是元件是否能達到超低功耗的水準。

　　芯科實(shí)驗室(SiliconLabs)美國區域市場(chǎng)行銷(xiāo)總監RamanSharma(圖1)表示，從來(lái)自Misfit或Magellan等穿戴式裝置開(kāi)發(fā)商給予該公司的回饋可知，穿戴式產(chǎn)品設計時(shí)，首先最注重的就是元件夠不夠省電，他們強調，夠長(cháng)的電池壽命才是穿戴式產(chǎn)品能否為消費者所接受并在市場(chǎng)獲得成功的關(guān)鍵;也因此，穿戴式裝置開(kāi)發(fā)商通常會(huì )選擇低耗電的微控制器(MCU)做為裝置處理核心，以延長(cháng)電池壽命。

　　為了符合大多數穿戴式裝置對于低功耗的需求，MCU廠(chǎng)商除戮力將系統待機及操作電流降至最低外，亦致力優(yōu)化MCU處于睡眠狀態(tài)的耗電情形，此將成為MCU廠(chǎng)能否成功搶進(jìn)穿戴式市場(chǎng)的重要指標。

　　滿(mǎn)足穿戴式應用MCU廠(chǎng)力拼低功耗設計

　　新唐科技微控制器產(chǎn)品中心協(xié)理林任烈指出，MCU廠(chǎng)商除將系統待機及操作電流降至最低外，亦致力優(yōu)化MCU處于睡眠狀態(tài)的耗電情形。

　　新唐科技微控制器產(chǎn)品中心協(xié)理林任烈(圖2)表示，為了達到超低功耗的表現，廠(chǎng)商在開(kāi)發(fā)MCU時(shí)通常會(huì )導入睡眠模式(SleepMode)設計，讓MCU在非系統運作高峰期的大部分時(shí)間，能夠處于低耗電的睡眠狀態(tài)，進(jìn)一步降低裝置整體功耗。

　　林任烈進(jìn)一步指出，符合穿戴式裝置需求的低功耗MCU其操作電流須達到180微安培(μA)以下的水準，在睡眠模式下的待機電流也須低于1微安培;不過(guò)，當MCU處于睡眠模式時(shí)，系統并非完全靜止不動(dòng)，因此如何優(yōu)化MCU處于睡眠模式下的系統設計，讓裝置更省電，便成了MCU廠(chǎng)商戮力改善的一大重點(diǎn)。

　　其中，快速喚醒時(shí)間更是首要關(guān)鍵。據了解，MCU廠(chǎng)商為了達到節能目的，常在MCU中加入各種運行模式，光是睡眠模式可能就有好幾種;以愛(ài)特梅爾(Atmel)的SAM4L系列為例，便可支援睡眠、待機、保存和備用等四種睡眠模式。在多種復雜的運行模式下，如果MCU總是要花上長(cháng)時(shí)間才能從睡眠模式中啟動(dòng)，將難以真正降低系統功耗。因此，林任烈提到，MCU廠(chǎng)商除了導入睡眠模式設計外，亦極為注重如何加速喚醒時(shí)間。據了解，目前市面上MCU在喚醒時(shí)間的平均表現水準約為5?8毫秒(ms)。

　　另一方面，MCU與周邊感測器、無(wú)線(xiàn)射頻(RF)元件的傳輸介面亦攸關(guān)MCU是否能達到有效睡眠模式。林任烈解釋?zhuān)捎谒吣Ｊ街蠱CU與周邊元件的運行方式系隨著(zhù)資料傳輸速度而變動(dòng)，也就是資料傳輸速度愈快，MCU與周邊元件喚醒/工作模式切換的時(shí)間就愈短;因此，串列周邊介面(SPI)、I2C、輸入/輸出(I/O)接腳等傳輸介面的設計重點(diǎn)就是「搶快」，愈高速的傳輸介面才能愈快喚醒MCU，并且縮短MCU處理資料的時(shí)間，從而讓裝置更省電。

　　林任烈補充，現在愈來(lái)愈多訴求低功耗與高效能的MCU，也開(kāi)始導入可加快記憶體存取速度的多通道直接記憶體存取(DirectMemoryAccess,DMA)控制器，藉此在不喚醒MCU的狀態(tài)下執行及分配資料存取。也就是說(shuō)，DMA控制器能將多筆資料分配儲存至靜態(tài)隨機存取記憶體(SRAM)及快閃記憶體(Flash)中，待記憶體儲存至一定容量后再喚醒MCU，使其能一次處理多筆資料，讓進(jìn)入睡眠模式的MCU不會(huì )被輕易打擾。

　　另外，也有MCU開(kāi)發(fā)商透過(guò)低功耗感測器介面(LowEnergySensorInterface,LESENSE)和周邊反射系統(PRS)的設計以改善MCU處于睡眠模式下的系統運作表現;如芯科實(shí)驗室藉由不斷優(yōu)化這兩項設計開(kāi)發(fā)出超低功耗MCU--EFM32Gecko;讓MCU即使進(jìn)入睡眠模式，MCU的周邊元件，如類(lèi)比數位轉換器(ADC)等，亦能自行配對、自主性擷取與傳遞資料。

　　值得一提的是，除了以安謀國際(ARM)Cortex-M系列核心打造的低功耗MCU正在穿戴式裝置市場(chǎng)大行其道外，亦開(kāi)始有廠(chǎng)商將采用以Cortex-A系列打造的微處理器(MPU)導入穿戴式裝置，讓穿戴式裝置得以實(shí)現更高階的應用功能。

　　鎖定中高階穿戴式產(chǎn)品MPU方案露頭角

　　飛思卡爾(Freescale)微控制器事業(yè)部亞太區市場(chǎng)行銷(xiāo)和業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理王維認為，穿戴式裝置的設計重點(diǎn)除集中在整個(gè)產(chǎn)品的重量、功耗、易用性之外，產(chǎn)品的功能面是否能滿(mǎn)足消費者需求亦為重要考量。

　　王維表示，目前MCU方案鎖定的主要是中低階的穿戴式裝置，而MPU產(chǎn)品主要鎖定的是高解析度彩色螢幕等功能更為復雜的中高階應用;如飛思卡爾的i.MX6系列MPU即系針對此需求所推出。

　　不過(guò)，目前MPU方案還在接受其是否能真正符合市場(chǎng)需求的考驗。Sharma認為，處理器廠(chǎng)商推出MPU方案的宣示性作用大于實(shí)際效用，主要系由于MPU方案相對地會(huì )帶來(lái)更高的耗電量，導致穿戴式裝置須頻繁充電，若無(wú)良好的配套方案將難以為消費者所接受;因此芯科實(shí)驗室短期內并不會(huì )考慮跟進(jìn)開(kāi)發(fā)Cortex-A系列的處理器，仍將聚焦于超低功耗的MCU。

　　盡管如此，可實(shí)現更高效能運作模式的應用處理器(ApplicationProcessor,AP)仍快步在市場(chǎng)上嶄露頭角，特別是在智慧型眼鏡應用領(lǐng)域，可望與MCU方案一較高下。

　　實(shí)現智慧眼鏡吸睛功能AP加入穿戴式戰局

　　鉅景科技LogicSiP事業(yè)處協(xié)理周儒聰認為，為了實(shí)現智慧型眼鏡豐富的人機介面功能，AP將加入穿戴式戰局與MCU方案一較高下。

　　鉅景科技LogicSiP事業(yè)處協(xié)理周儒聰(圖3)表示，雖然目前穿戴式裝置設計的主流原則在于追求功耗與效能的平衡，但開(kāi)發(fā)商通常寧愿犧牲處理器的運作效能，將低功耗的設計考量奉為圭臬，因而讓MCU方案成為現今穿戴式裝置的首選;不過(guò)，這不僅局限了穿戴式裝置的發(fā)展性，更使多數穿戴式裝置淪為智慧型手機配件的命運，而這些缺乏殺手級應用的裝置自然難以成為消費者的必需品。

　　周儒聰指出，在眾多穿戴式裝置中，惟有標榜抬頭顯示(Head-upDisplay)的智慧型眼鏡，能真正達到免手持(HandsFree)且讓使用者毋須再當「低頭族」的愿景，因此許多開(kāi)發(fā)商紛紛在智慧眼鏡中力拓各種殺手級應用方案，將智慧眼鏡視為未來(lái)幾年內最有可能顛覆行動(dòng)裝置市場(chǎng)生態(tài)的革命性電子產(chǎn)品;而能滿(mǎn)足智慧眼鏡高效能運算需求的AP，也勢必成為市場(chǎng)顯學(xué)。

　　周儒聰進(jìn)一步解釋?zhuān)捎肕CU方案的智慧眼鏡功能較為受限，僅能用于教育、醫療、游戲等部分利基市場(chǎng);智慧眼鏡若要走入一般的消費性電子市場(chǎng)，并實(shí)現高規格的多媒體影音、擴增實(shí)境(AugmentedReality)、虛擬實(shí)境(VirtualReality)、中介實(shí)境(MediatedReality)等功能，導入AP等級的處理器將是大勢所趨。

　　以GoogleGlass為例，該產(chǎn)品即是采用德州儀器(TI)的雙核心處理器--OMAP4430，運作時(shí)脈可達1GHz;另一由鉅景科技研發(fā)的智慧眼鏡原型機，則是采用瑞芯微的低功耗雙核心處理器--RK3168，運作時(shí)脈可達1.2GHz。

　　事實(shí)上，智慧眼鏡對于高規格處理器的需求將更甚于其他行動(dòng)裝置。周儒聰分析，以擴增實(shí)境功能為例，其為智慧眼鏡中最重要的功能之一，由于過(guò)去在手機應用上必須手持操作導致便利性大減，如今在頭戴式顯示器上則可徹底釋放其應用潛力，使用頻率將大幅提升;再加上許多開(kāi)發(fā)商正以使智慧眼鏡成為百分之百獨立于智慧型手機以外的電子產(chǎn)品為目標，開(kāi)發(fā)各種殺手級應用，將涉及到大量的即時(shí)運算，更加需要處理器充沛的運算支援，因此多核心處理器將是未來(lái)智慧型眼鏡的必備規格。

　　有鑒于此，除了開(kāi)發(fā)雙核心處理器的方案外，鉅景在2014年亦將陸續推出搭載四核心及八核心處理器的智慧眼鏡原型機，此亦讓八核心處理器的應用版圖可望從智慧型手機延伸到穿戴式裝置市場(chǎng)。

　　周儒聰認為，智慧眼鏡的處理器規格與智慧型手機、平板電腦無(wú)太大差異，因此行動(dòng)裝置處理器廠(chǎng)商，如高通(Qualcomm)、輝達(NVIDIA)、聯(lián)發(fā)科等，若有心進(jìn)入此市場(chǎng)并非難事。

　　不過(guò)，高效能處理器仍須與大量高規格元件互相搭配方能充分發(fā)揮其功能，如此一來(lái)，穿戴式裝置的外型、體積、重量能否符合消費者預期將是另一考驗;對此，周儒聰指出，鉅景采用的微型化系統級封裝(SiP)技術(shù)能大幅縮小印刷電路板(PCB)面積，將是最佳解方。此外，當多核心、高效能的AP逐漸成為智慧型眼鏡市場(chǎng)的顯學(xué)，如何將運作功耗降低，讓裝置的處理效能與功耗達到平衡，亦將考驗著(zhù)各家廠(chǎng)商的智慧。

　　不僅MCU與AP處理器方案行情走俏，為了讓穿戴式裝置更加智慧化，并實(shí)現更精準的情境感知(ContextAwareness)能力，微機電系統(MEMS)感測器的需求熱度也明顯飆升，遂引發(fā)MEMS元件商新一輪的搶單大戰，并競相發(fā)布高整合與微型化的解決方案，以吸引穿戴式裝置開(kāi)發(fā)商的青睞。

　　MEMS元件商CES較勁高整合/微型化方案競出籠

　　集高整合度與微型化優(yōu)勢于一身的MEMS感測器，紛紛在2014年國際消費性電子展(CES)中亮相。瞄準穿戴式裝置商機，意法半導體(ST)、應美盛(InvenSense)、BoschSensortec等MEMS感測器大廠(chǎng)，皆在今年的CES展中發(fā)布新一代解決方案，其中高整合度與微型化方案更是主要比拚的重點(diǎn)。

　　以九軸MEMS感測器為例，先前市面上的解決方案僅能達到4毫米(mm)×4毫米的大小，因此MEMS元件商無(wú)不加緊腳步改善MEMS制程與封裝技術(shù)以微縮感測器尺寸，力求能更符合穿戴式產(chǎn)品對元件尺寸的嚴苛要求。

　　如今，意法半導體則搶先在CES發(fā)布尺寸僅3.5毫米×3毫米的九軸感測器--LSM9DS1，其整合加速度計、陀螺儀及磁力計，體積較前一代解決方案縮小35%。

　　意法半導體執行副總裁暨類(lèi)比、MEMS及感測器事業(yè)群總經(jīng)理BenedettoVigna表示，九軸MEMS感測器能提供行動(dòng)裝置基本的情境感知能力，而這款超微型體積的九軸MEMS感測器則更能滿(mǎn)足穿戴式產(chǎn)品的需求;除了體積較前一代方案縮小三分之一之外，LSM9DS1內的磁力計精準度亦提升30%，且功耗可降低約20%，能提供穿戴式裝置更為出色的感測能力及穩定性。

　　除了MEMS動(dòng)作感測器方案在尺寸上有所突破外，MEMS環(huán)境感測器在提升整合度方面亦有所進(jìn)展，如BoschSensortec及意法半導體皆于今年CES展中正式發(fā)布市場(chǎng)上首款整合MEMS壓力、濕度、溫度感測器的整合型環(huán)境量測單元(IntegratedEnvironmentalUnit)。除高整合度的特色之外，兩款解決方案也分別僅有3毫米×3毫米×1毫米，以及2.5毫米×2.5毫米×0.93毫米的體積大小。

　　另一MEMS感測器開(kāi)發(fā)商應美盛，則大秀一系列超低功耗MEMS六軸、九軸動(dòng)作感測器及MEMS麥克風(fēng);以應美盛此次推出的六軸動(dòng)作感測器--ICM-20655為例，該公司即大膽宣稱(chēng)其功耗僅有2毫瓦(mW)，為目前市面上最低功耗的六軸感測器，若再搭配應美盛AAR(AutomaticActivityRecognition)軟體，可讓穿戴式裝置內的感測器即使常時(shí)開(kāi)啟(AlwaysOn)，也不會(huì )大幅影響整體運作功耗。

　　事實(shí)上，在三種主要的動(dòng)作感測器--加速度計、磁力計以及陀螺儀中，耗電量最高的非陀螺儀莫屬，因此并非所有的開(kāi)發(fā)商都會(huì )將陀螺儀大舉導入至裝置內;著(zhù)眼于此，MEMS元件商無(wú)不戮力開(kāi)發(fā)低功耗的陀螺儀產(chǎn)品，且近來(lái)已小有成果，讓整體慣性量測單元(IMU)更能符合穿戴式裝置對低功耗的需求。

　　低功耗陀螺儀現身穿戴式感測應用更省電

　　意法半導體技術(shù)行銷(xiāo)專(zhuān)案經(jīng)理李炯毅表示，新一代低功耗陀螺儀已經(jīng)競相問(wèn)世，可望助力穿戴式裝置設計出更為省電的情境感知功能。

　　意法半導體(ST)大中華暨南亞區類(lèi)比、微機電與感測元件技術(shù)行銷(xiāo)專(zhuān)案經(jīng)理李炯毅(圖4)表示，由于陀螺儀的耗電量讓人望而生卻，僅有部分高階的穿戴式裝置，如智慧型眼鏡、監測激烈運動(dòng)狀態(tài)的智慧型手表/手環(huán)等，才會(huì )將如此高耗電的MEMS感測器導入。

　　據了解，市面上大多數陀螺儀的平均操作電流約為加速度計及磁力計的三十倍左右。李炯毅進(jìn)一步指出，通常加速度計與磁力計的操作電流約要在200微安培以?xún)?，方能符合穿戴式裝置對于超低功耗的嚴苛需求;然而，陀螺儀的操作電流約為6毫安培(mA)，與加速度計及磁力計相比，耗電量驚人，因此MEMS感測器廠(chǎng)商無(wú)不殫精竭慮，設法將陀螺儀的功耗降至最低，為穿戴式裝置打造更為低功耗的情境感知功能，并進(jìn)一步擴大開(kāi)發(fā)商采用陀螺儀的比例。

　　目前應美盛(InvenSense)、BoschSensortec及意法半導體皆競相開(kāi)發(fā)低功耗的陀螺儀產(chǎn)品。相較于先前操作電流約為6毫安培的主流陀螺儀方案，MEMS感測器廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)的新一代低功耗陀螺儀，其操作電流皆可降至3毫安培左右;李炯毅指出，雖然從6毫安培降到3毫安培，數字上看來(lái)是極微小的差距，但對于實(shí)際功耗的縮減卻大有助益。以意法半導體目前已開(kāi)始送樣的新一代陀螺儀產(chǎn)品為例，其操作電流可降到2毫安培，與前一代6毫安培的方案相較，可為整體穿戴式裝置省卻約60%的耗電量。

　　值得注意的是，由于加速度計是一般穿戴式產(chǎn)品百分之百會(huì )采用的MEMS感測器，因此意法半導體也推出將新一代低功耗陀螺儀與加速度計整合的六軸感測器方案，且因加速度計功耗為10微安培的極低耗電量，因此透過(guò)SiP技術(shù)將兩顆MEMS元件封裝在一起后，整體功耗仍為2毫安培左右，與單顆三軸陀螺儀相差無(wú)幾。

　　李炯毅透露，待單顆低功耗三軸陀螺儀及整合加速度計的六軸方案于今年正式量產(chǎn)后，該公司下一步即是考慮開(kāi)發(fā)整合低功耗陀螺儀、加速度計與磁力計的九軸感測器方案，讓穿戴式裝置的情境感知功能更為省電。他表示，目前已有不少穿戴式裝置開(kāi)發(fā)商，表達對新一代低功耗陀螺儀及六軸感測方案的高度興趣，預計2014年第二季即可看到搭載該方案的終端產(chǎn)品面世。

　　據悉，采用低功耗陀螺儀方案的穿戴式裝置，將以能提供監測及感知劇烈體感動(dòng)作的功能為訴求，如須監測角速度變化的高爾夫球運動(dòng)。

　　不過(guò)，李炯毅認為，目前MEMS元件商在微縮尺寸、降低功耗、提高元件整合度等三方面的技術(shù)水準已相差無(wú)幾，若只致力于將MEMS感測器的尺寸及功耗降低，長(cháng)此以往必然無(wú)法做到產(chǎn)品差異化的效果;因此，感測器、MCU與無(wú)線(xiàn)射頻元件廠(chǎng)商亦擬開(kāi)發(fā)三大元件的高整合方案，期能共食穿戴式裝置市場(chǎng)大餅。

　　穿戴式裝置更智慧MCU/MEMS/RF高整合方案出鞘

　　意法半導體資深技術(shù)行銷(xiāo)經(jīng)理郁正德強調，MCU、MEMS感測器與無(wú)線(xiàn)射頻元件的整合，將是元件商未來(lái)力拓的解決方案。

　　意法半導體大中華暨南亞區類(lèi)比、微機電與感測元件資深技術(shù)行銷(xiāo)經(jīng)理郁正德(圖5)表示，穿戴式裝置系一最基本的聯(lián)網(wǎng)設備，須有能搜集資訊的感測裝置、能處理資訊做出反應的控制中樞以及能與外界互動(dòng)、交換資訊的傳輸能力，因此MCU、MEMS感測器與無(wú)線(xiàn)射頻元件的整合將是半導體廠(chǎng)商未來(lái)力拓的解決方案。

　　初步整合階段將以MEMS感測器與MCU結合的感測器中樞(SensorHub)為主，而目前亦有MEMS元件商正攜手MCU廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)高整合方案;如BoschSensortec即偕同愛(ài)特梅爾(Atmel)等MCU廠(chǎng)商發(fā)布九軸MEMS感測器與Cortex-M0+MCU整合的產(chǎn)品，尺寸為5毫米×4.5毫米。

　　郁正德表示，相較于異業(yè)結盟，同時(shí)擁有MCU與MEMS產(chǎn)品線(xiàn)的意法半導體優(yōu)勢更加顯著(zhù)。意法半導體將在2014年相繼量產(chǎn)三軸加速度計整合Cortex-M0MCU，以及六軸感測器(加速度計與低功耗陀螺儀)整合Cortex-M0MCU的SiP封裝方案，而九軸感測器與Cortex-M0的整合方案則預計在年底前完成送樣，三款方案尺寸皆?xún)H3毫米×3毫米。

　　另一方面，MCU廠(chǎng)商亦正積極發(fā)動(dòng)攻勢。以芯科實(shí)驗室為例，該公司即利用互補式金屬氧化物半導體(CMOS)制程，將MCU、無(wú)線(xiàn)收發(fā)器及感測器整合在一系統單晶片(SoC)上。

　　Sharma進(jìn)一步表示，芯科實(shí)驗室目前已針對ZigBee應用開(kāi)發(fā)出32位元MCU與RF整合的SoC方案，未來(lái)該公司則計劃開(kāi)發(fā)出32位元MCU加上感測器，且可支援多種無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)定的超低功耗SoC方案。

　　不過(guò)郁正德認為，在多種無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)中，考量功耗、傳輸數據量、傳輸距離、生態(tài)系統健全程度等多方因素，最適合用于穿戴式裝置的非藍牙(Bluetooth)技術(shù)莫屬，因此藍牙與MEMS感測器及MCU整合的微型智慧型系統方案，將是意法半導體未來(lái)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

　　另一方面，由于穿戴式電子產(chǎn)品所配備的電池容量通常較小，因此半導體廠(chǎng)商除致力降低元件功耗外，亦推出整合無(wú)線(xiàn)充電功能的藍牙Smart單晶片方案，讓穿戴式裝置可隨時(shí)補充電力，包括博通(Broadcom)、Nordic等晶片商皆已發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。

　　穿戴式商機夯藍牙整合無(wú)線(xiàn)充電方案勢起

　　博通嵌入式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路連結裝置資深總監BrianBedrosian表示，除了無(wú)線(xiàn)區域網(wǎng)路(Wi-Fi)技術(shù)外，導入藍牙Smart技術(shù)的產(chǎn)品數量也正以驚人的速度成長(cháng)，并迅速成為許多以電池供電的小型穿戴式裝置的核心技術(shù);而具備無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)與低功耗特性的解決方案，不僅有助于原始設備制造商(OEM)為各種應用市場(chǎng)設計出更高效能的產(chǎn)品，亦能推動(dòng)次世代穿戴式裝置的發(fā)展，讓穿戴式裝置的性能得以發(fā)揮到淋漓盡致。

　　隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)電力聯(lián)盟(A4WP)于2013年12月中旬發(fā)布其產(chǎn)品識別標章--Rezence，不少晶片開(kāi)發(fā)商亦已蠢蠢欲動(dòng)，如Nordic于Rezence面世后旋即發(fā)表針對旗下藍牙低功耗SoC--nRF51系列所開(kāi)發(fā)的A4WP無(wú)線(xiàn)充電軟體開(kāi)發(fā)套件(SDK)，強化其藍牙低功耗產(chǎn)品戰力。

　　博通同樣于日前針對旗下的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路連結裝置平臺--WICED，新增一款整合A4WP無(wú)線(xiàn)充電功能的藍牙SmartSoC--BCM20736。據悉，該晶片搭載安謀國際Cortex-M3處理器，并具備高整合度與小巧外型的優(yōu)勢，可降低穿戴式裝置的耗電量，延長(cháng)電池續航力，達到比其他競爭產(chǎn)品更低的成本與功耗。

　　著(zhù)眼于多種穿戴式元件規格大翻新，為助力開(kāi)發(fā)商加速穿戴式裝置產(chǎn)品設計及上市時(shí)程，參考設計平臺(ReferenceDesignPlatform)亦正如雨后春筍般冒出。繼德州儀器、瑞芯微、新唐科技等處理器廠(chǎng)商競相發(fā)布相關(guān)解決方案后，飛思卡爾、英特爾(Intel)針對穿戴式裝置所開(kāi)發(fā)之參考設計平臺亦陸續亮相，讓市面上的穿戴式參考平臺更為五花八門(mén)，開(kāi)發(fā)商設計產(chǎn)品時(shí)也能更加快、狠、準。

　　處理器廠(chǎng)強推參考設計穿戴式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)快狠準

　　飛思卡爾全球行銷(xiāo)與業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監RajeevKumar表示，穿戴式裝置是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中感測器節點(diǎn)的最后一環(huán)，為了讓物聯(lián)網(wǎng)能夠火速成形，針對穿戴式裝置所開(kāi)發(fā)的參考設計平臺能讓設計過(guò)程更有效率，設計人員與原始設備制造商也能隨時(shí)因應市場(chǎng)變化，迅速調整從產(chǎn)品概念到產(chǎn)品原型的開(kāi)發(fā)時(shí)程。

　　晶奇光電總經(jīng)理吳世彬進(jìn)一步分析，在穿戴式裝置市場(chǎng)成長(cháng)階段的前期，最重要的推手就是有能力將各種關(guān)鍵零組件整合在一起的系統開(kāi)發(fā)商，讓市場(chǎng)在初步成形階段即能夥同更多玩家將這塊市場(chǎng)餅做大;而這種角色通常系由裝置的心臟--也就是處理器廠(chǎng)商負此重任，也因此現在市面上開(kāi)始陸陸續續出現，由處理器廠(chǎng)商推出的穿戴式裝置參考設計平臺。

　　根據不同的產(chǎn)品形式及開(kāi)發(fā)社群，這些參考設計平臺提供的元件整合程度及設計彈性也不盡相同。

　　以近來(lái)對于穿戴式裝置市場(chǎng)攻勢頻頻的英特爾為例，該公司即于CES中秀出一系列穿戴式裝置原型參考設計，其中包括提供生物量測與健身功能的智慧型耳塞式耳機(SmartEarbuds)，以及能隨時(shí)與使用者互動(dòng)并結合個(gè)人助理技術(shù)(PersonalAssistantTechnology)的智慧型耳機(SmartHeadset)。

　　英特爾執行長(cháng)BrianKrzanich透露，除了為穿戴式裝置開(kāi)發(fā)參考設計外，英特爾還將提供一系列低成本的開(kāi)發(fā)平臺，旨在降低個(gè)人與小型公司的進(jìn)入門(mén)檻，協(xié)助他們開(kāi)發(fā)創(chuàng )新的聯(lián)網(wǎng)穿戴式產(chǎn)品或其他微型化裝置。

　　值得注意的是，英特爾亦針對穿戴式裝置推出僅有一張SD記憶卡大小的超微型運算裝置--Edison(圖6)。據悉，Edison內含雙核心Quark處理器、低功耗第二代雙倍資料率記憶體(LPDDR2)、儲存型快閃(NANDFlash)記憶體等元件，并支援Wi-Fi、藍牙4.0、多種作業(yè)系統及可彈性擴充的I/O功能，此亦讓開(kāi)發(fā)商能更為迅速投入穿戴式產(chǎn)品的研發(fā)工作。

　　英特爾的超微型運算裝置Edison僅有SD卡大小

　　另一方面，飛思卡爾也于CES展出WaRP平臺(WearableReferencePlatform)，將循RaspberryPi及Arduino模式，讓任何對穿戴式裝置有興趣的開(kāi)發(fā)者都能利用WaRP及相應的開(kāi)放原始碼(OpenSource)軟體來(lái)設計產(chǎn)品，因此WaRP的最大特色即是高設計彈性，最終產(chǎn)品的尺寸外觀(guān)(FormFactor)及類(lèi)別均無(wú)所限制，能支援多元類(lèi)型的穿戴式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，如運動(dòng)監視器類(lèi)產(chǎn)品、智慧眼鏡、智慧手表、醫療監視裝置等。

　　據了解，WaRP平臺系運行于A(yíng)ndroid4.3作業(yè)系統，并支援內嵌式無(wú)線(xiàn)充電，包含的關(guān)鍵元件有飛思卡爾的安謀國際Cortex-A9架構處理器--i.MX6SoloLite、計步器、電子羅盤(pán)，以及做為SensorHub和無(wú)線(xiàn)充電控制的MCU--KinetisKL16，預計2014年第二季正式上市。

　　事實(shí)上，早在2009年底，德州儀器即已推出eZ430-Chronos智慧型運動(dòng)手表，目的即在于推廣其CC430開(kāi)發(fā)平臺;該平臺整合一16位元MCU--CC430F6137、Sub-GHz的射頻收發(fā)器--CC1101、壓力感測器及三軸加速度計，惟當時(shí)鎖定的是健康管理類(lèi)型中較低階的穿戴式產(chǎn)品市場(chǎng)。

　　另外，看好32位元MCU在穿戴式電子市場(chǎng)的發(fā)展潛力，MCU大廠(chǎng)新唐科技，亦已于2013年發(fā)布參考設計;林任烈表示，由于每種穿戴式裝置所需的感測器不盡相同，為讓開(kāi)發(fā)商有更高的設計彈性，該公司不將感測元件整合于參考設計之上，而系推出32位元MCU與藍牙晶片整合的設計平臺。

　　不同于飛思卡爾、德州儀器及新唐科技提供的高設計彈性方案，中國處理器廠(chǎng)商瑞芯微則是攜手鉅景科技開(kāi)發(fā)完整的智慧型眼鏡原型機。

　　據了解，該平臺除采用SiP技術(shù)將雙核心處理器、兩顆1GB的第三代雙倍資料率同步動(dòng)態(tài)隨機存取記憶體(DDR3SDRAM)、兩顆4GB儲存型快閃記憶體封裝在一起外，在印刷電路板(PCB)上更高度整合了加速度計、電子羅盤(pán)、陀螺儀、環(huán)境光與距離感測器、Wi-Fi、藍牙4.0、全球衛星定位系統(GPS)、矽基液晶(LCoS)顯示等關(guān)鍵元件/模組。

　　周儒聰認為，由于智慧型眼鏡開(kāi)發(fā)門(mén)檻較高，提供完整的原型機參考設計方能讓開(kāi)發(fā)商的產(chǎn)品設計時(shí)程更加一日千里。

　　顯而易見(jiàn)，穿戴式裝置的蓬勃發(fā)展，除了讓更多開(kāi)發(fā)商有意投入外，亦吸引相關(guān)關(guān)鍵元件的廠(chǎng)商爭相發(fā)布高整合及低功耗的解決方案，從而引爆新一輪的晶片熱戰