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)分市場正迅猛發(fā)展，因此對于更小型化、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跟蹤器等體現(xiàn)出可穿戴設(shè)備發(fā)展火熱的趨勢。除了消費(fèi)類市場之外，醫(yī)療行業(yè)也對監(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重要因素。我們將會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、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)備外觀需要時尚好看，要能夠搭配當(dāng)前的時尚配飾，如手表、眼鏡等。美觀至關(guān)重要，人們通常都會選擇同類型產(chǎn)品中更加美觀的產(chǎn)品，因此英特爾等半導(dǎo)體巨頭都在同時尚行業(yè)攜手打造時尚設(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間，并通過藍(lán)牙等無線方式連接到手機(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)用報告；同樣，心率監(jiān)控器需要一直提供監(jiān)控和報告。不過由于設(shè)備需要降低整體尺寸，因此會從內(nèi)在限制電池容量。
這些設(shè)備需要以超低功率運(yùn)行，以延長電池使用壽命。此項(xiàng)需求對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)等無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)低功耗。
無線通信：無線連接對于可穿戴設(shè)備而言非常重要，因?yàn)楹笳咝枰c一個或多個設(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線協(xié)議與心率監(jiān)控胸帶通信，同時采用BLE與手機(jī)中的跑步應(yīng)用進(jìn)行通信。
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