低功耗和小型化半導體器件掘金可穿戴設備市場(chǎng)

　　處理器：Cortex-M系列更適合支持超長(cháng)電池壽命

　　對于用戶(hù)更換電池(例如紐扣電池)供電的可穿戴系統來(lái)說(shuō)，電池壽命達到6-12個(gè)月的可穿戴產(chǎn)品已經(jīng)很常見(jiàn)。而由充電電池供電的可穿戴產(chǎn)品也必須具有非常高的能效，以便盡量減少充電次數。消費者將會(huì )感覺(jué)到，每間隔一兩天就不得不摘下智能手表或追蹤器進(jìn)行充電是極其不方便的;他們更青睞“無(wú)后顧之憂(yōu)”型的可穿戴產(chǎn)品，他們可以在手腕上戴著(zhù)這些產(chǎn)品或者帶在衣服上長(cháng)達數周甚至數月，并且無(wú)需擔心電池更換或充電。

　　Silicon Labs美洲區市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)總監Raman Sharma先生表示，對于選擇MCU供應商的可穿戴產(chǎn)品首要考慮因素是可提供長(cháng)電池壽命的超低功耗解決方案。來(lái)自可穿戴產(chǎn)品客戶(hù)(例如Misfit和Magellan)的反饋表明可穿戴產(chǎn)品必須具有特別超長(cháng)的電池壽命才能夠被消費者所接受，并在市場(chǎng)中取得成功。

　　因為超長(cháng)電池壽命對于大多數可穿戴產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是一個(gè)關(guān)鍵設計因素，基于A(yíng)RM Cortex-M處理器的MCU是可穿戴產(chǎn)品設計的更佳解決方案。從系統設計的角度來(lái)看，從ARM的M0到M4架構的MCU(微控制器)都能符合智能手表的設計需求，可以依據實(shí)際的應用層面來(lái)選用不同等級的MCU。

　　一些MCU供應商最近推出了基于Cortex-A處理器的參考設計。雖然這些概念設計極具宣傳噱頭，但是Raman Sharma認為這些基于Cortex-A的產(chǎn)品設計不切實(shí)際，難以滿(mǎn)足當今大多數可穿戴設備對于超低功耗的需求。雖然ARM Cortex-A系列的處理器和MCU在基于A(yíng)ndroid的便攜式設備上可能是最佳選擇，但是這些設備是基于可頻繁充電的情況而設計的。在可穿戴產(chǎn)品中實(shí)現Cortex-A的高性能是以很大的能耗為代價(jià)的，這使得一次充電僅僅能工作一兩天。高功耗(導致短電池壽命)對于典型的智能手表或可穿戴健身追蹤器來(lái)說(shuō)是不可能被接受的?；贏(yíng)RM Cortex-M的低能耗MCU更適合這些類(lèi)型的可穿戴產(chǎn)品?；谶@些原因，Silicon Labs將會(huì )持續投資并擴展基于Cortex-M0+、M3和允許浮點(diǎn)運算的M4核心的EFM32 Gecko MCU產(chǎn)品線(xiàn)。

　　無(wú)線(xiàn)技術(shù)：用最少的功耗來(lái)來(lái)完成盡可能多的通訊任務(wù)

　　可穿戴技術(shù)正在受得越來(lái)越多的關(guān)注，而將其連接到智能手機的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)將成為釋放可穿戴市場(chǎng)巨大潛力的關(guān)鍵。小巧以及便于攜帶是可穿戴設備的重要特性，考慮到尺寸的原因，對于這些資源有限、基于電池工作的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，來(lái)自功耗的挑戰尤其令人關(guān)注。

　　一方面實(shí)現無(wú)線(xiàn)通訊的模塊要通過(guò)提高集成度來(lái)降低本身要的工作能耗。博通公司嵌入式無(wú)線(xiàn)暨無(wú)線(xiàn)連線(xiàn)事業(yè)部業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監Jeff Baer表示，基于博通在無(wú)線(xiàn)連接領(lǐng)域悠久的領(lǐng)導地位以及我們高集成度的產(chǎn)品組合，在抓住可穿戴設備的市場(chǎng)機會(huì )上擁有得天獨厚的優(yōu)勢。更高集成度、簡(jiǎn)單易用以及低成本，博通的芯片專(zhuān)為這一目標而設計，從而令可穿戴設備擁有極高的功效。

　　另一方面，無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以把可穿戴設備的信息傳至其他設備，從而大大降低自身的工作任務(wù)。

　　Jeff Baer表示，可穿戴市場(chǎng)要實(shí)現起飛，需要低功耗、具有位置感知能力以及無(wú)論何時(shí)何地都可以互聯(lián)的設備。將這些產(chǎn)品與智能設備連接起來(lái)的能力就非常關(guān)鍵，因為它不僅提供了這些設備收集數據的窗口，還同時(shí)起著(zhù)將這些數據發(fā)送到云端的中心樞紐作用。

　　可穿戴設備與智能手機以及平板電腦采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)來(lái)收發(fā)這些數據，能夠大大降低可穿戴設備數據處理需求以及功耗是的需求。而反過(guò)來(lái)，又為制造商以及消費者降低了相應的成本和花費。

　　此外，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)對于可穿戴設備來(lái)說(shuō)，也代表著(zhù)一個(gè)巨大的機會(huì )。無(wú)論是將設備放置在一個(gè)充電托盤(pán)，還是收集射頻能量，能夠快速地從周邊環(huán)境中為設備充電，將會(huì )為這些設備的發(fā)展帶來(lái)重大的正面效應。

　　模擬與電源管理：結構簡(jiǎn)單和更高效率

　　可穿戴設備的低耗電量取決于兩個(gè)方面，一是各電子部件本身要具備工作能耗低的特點(diǎn)，二是要有高效的電源管理系統。

　　ADI公司亞太區醫療行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理王勝認為，對電子元器件提出了新的要求，例如高集成度實(shí)現小體積，低功耗實(shí)現電池長(cháng)時(shí)間工作。對已可穿戴設備，尤其是可穿戴醫療保健功及健康管理類(lèi)產(chǎn)品，目前市場(chǎng)參與者都在極力解決一下幾方面的技術(shù)問(wèn)題。一是如何方便用戶(hù)使用，二是如何提高精度，再者如何在保證以上二者的情況下如何控制成本及上市時(shí)間;就用戶(hù)的使用體驗而言，其重點(diǎn)是小型化設計，低功耗實(shí)現，以降低電池體積和壽命，產(chǎn)品使用形態(tài)的創(chuàng )新尤為重要。例如在MEMS加速度傳感器方面，ADI能夠提供業(yè)內最小功耗更低的產(chǎn)品，甚至相配套的軟件代碼，可以很好的解決以上對可穿戴設備的設計要求。在電源方面，同樣要電路簡(jiǎn)單，高效率，以及低成本，以更好的應對這類(lèi)以電池供電為主的設計。

　　同時(shí)，技術(shù)和方案的服務(wù)同樣重要，更大的變化是單個(gè)電子元器件的需求量相對于傳統電子領(lǐng)域中的需求量大很多，而且要求的交付周期要快很多，對于供應商來(lái)說(shuō)，改變原有的供應及服務(wù)模式就顯得尤為重要。

　　觸控IC：融合低價(jià)的指紋識別方案支持更多維度觸控

　　可穿戴設備對人機交互功能同樣提出了新的要求，由于可穿戴式設備的造型奇特各異，這對于觸控屏的要求也與傳統的手機、平板觸控有了很大的不同，比如針對曲面的屏幕，其算法與過(guò)去平面觸控方式截然不同。

　　據北京集創(chuàng )北方科技有限公司副總裁陳馗介紹，該公司面向可穿戴設備推出了可支持弧面屏的IC產(chǎn)品。該款名為ICN85的系列觸控芯片支持弧面Touch Panel，支持180°的弧面觸摸能夠讓可穿戴式設計更加隨意，高信噪比(SNR)和專(zhuān)為弧面設計的算法保證了手指在弧面上觸摸時(shí)接觸面積不停變化的情況下依然能計算出精準的坐標(中心坐標偏差≤1mm)。

　　在談到觸控IC未來(lái)的應用時(shí)，陳馗指出，最新的iPhone5S搭載的指紋識別技術(shù)將是智能手機下一個(gè)潮流趨勢，因此支持低價(jià)的指紋識別方案將會(huì )讓觸控IC大有作為。