MCU在可穿戴电子产品中的作用

可穿戴技术现在是消费类电子行业的热门用语。每家消费类电子产品公司都声称要推出可穿戴设备。它们是我们能够穿戴的微型电子设备,通常与现有配饰(如:手表)集成或者取而代之。

可穿戴设备

  随着可穿戴设备行业的当前变革,对于更小、更直观的设备的需求正在迅猛增加。这个新兴行业的当前设备趋势包括智能手表、智能眼镜以及体育与健身活动跟踪器。除了消费类电子产品,它同时也在医疗行业催生令人关注的需求。

  显然,这些设备所包含的电子产品需要“瘦身”。最重要的电子组件应该是微控制器。由于这些MCU不但需要尺寸小,而且还需要执行更多功能,因此集成成为了另一大要素。我们将会在本文中探讨以下主题:
  1.可穿戴电子系统的不同需求;
  2.如何根据这些需求细分市场;
  3.典型可穿戴设备中的不同组件;
  4.最后我们将探讨MCU如何有助于满足相关需求。

  本文结束部分以赛普拉斯的旗舰器件——可编程片上系统(PSoC)举例说明一种智能手表。

  可穿戴设备的需求

联发科LinkIt-ONE试用体验

作者:刘先生

可穿戴设备可以说是目前最火的词汇之一,这种结合了“硬件、软件、云”为一体的穿戴式设备理念让人们意识到了一种新颖、时尚、智能的交互方式,更是成为厂商除智能手机外的另一个竞相争夺的领域。

智能手环、智能手表、智能眼镜......可穿戴设备层出不穷,目前这个领域还是处于野蛮生长的初级状态。当然机会也是无穷的,各种创业团队、方案公司都各显神通,而一些大厂商也在虎视眈眈。由于市场还不成熟,因此分工还不是很明确,已经杀入的公司需要兼顾设计、生产、销售各个方面。从趋势来看建立平台,无论是软件平台还是硬件平台是非常好的切入点,很多行业的巨头已经开始部署,联发科就是之一。相信很多人都知道联发科的“Turnkey”模式会极大催熟和席卷一个市场,而这次它甚至专门成立了“联发科创意实验室”来提供全面支持。

便利性与高效率,可穿戴技术所带来的增值

可穿戴电子产品随着物联网 (IoT) 的持续发展,可穿戴电子产品所能提供的价值也逐步增加。传统意义上,标准型腕表是可穿戴设备在发展初期的代表性产品。如今,这些腕表不仅能够显示时间,还逐渐开始与用户周围的环境进行交互。健康与健身领域是可穿戴设备所瞄准的首批市场之一,通过其内置的加速计,这些设备能够分析用户的运动情况。这项技术为可穿戴设备增添了新的乐趣,但是无线连接技术的应用更是进一步丰富了设备的功能,同时也为其带了更多的价值。可穿戴手表与腕带之间可无线连接,用于监视用户的心率。这意味着,可穿戴设备能够帮助用户更深入地了解健身的效果。

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手势传感器使非接触操作可穿戴设备成为现实

目前,在可穿戴设备层面,传感器可以说绝对是“大头”。市面上比较多的传感器包括加速度传感器、陀螺仪、磁传感器、气压传感器以及温湿度传感器等,利用这些传感器可以完成各种距离、位置,压力、温湿度等指标的识别,帮助消费者实现智能化可穿戴设备应用。本文要介绍的则是能让这些设备智能化更进一步的,用于实现非接触式用户界面的手势传感器。

世强代理的APDS-9960 是一款采用单个 8 引脚封装的数字 RGB、环境光、近程和手势传感器装置。该装置具有与 I2C 兼容的接口,为红色、绿色、蓝色、透明 (RGBC),近程和手势感测配有红外 LED。

【德州仪器智能可穿戴月】通过人体运动能量采集为可穿戴设备供电

如今,慢跑作为一项简单而有效的健身方式正在慢慢普及开来。每天早晨醒来,我们都会穿好运动服,带上MP3播放器,为接下来的运动做好充分准备。然而,也许在未来的准备工作中,您还需要带上一个小巧的人力能量采集系统。虽然目前还未普及, 不过这个由运动驱动的能量采集系统将很快成为您日常锻炼的重要组成部分,就如同一双轻便的跑鞋一样。

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为可穿戴设备提供最理想的充电解决方案

事实上,除了电池充电器以外,一个专门为可穿戴设备而设计的电源解决方案还包括很多其他组件。现在,让我们一起来了解一下当工程师在为系统设计充电解决方案时最常采用的几款器件。

电池充电器前端的输入接口通常可以使用不同的电源,例如目前普遍的USB、AC适配器以及无线电力与能源采集等。通过与无线电源协会(WPC)多年以来的密切合作,目前TI已经推出了多款可同时用于Qi及非Qi认证解决方案的无线充电传输器和接收器。

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可穿戴设备:信息共享还是隐私侵犯?

现如今关于可穿戴设备的所有讨论几乎都涉及到了物联网,以及全方位的连接能带来的新能力。我们如今仍在物联网这个生态系统的早期阶段,但有一些问题必须在可穿戴设备真正开始“普及”之前开始讨论。

例如,“可穿戴设备是智能手机的外围设备么?或者可穿戴设备在物联网中扮演了什么分量的角色?”如果我们真的朝着将智能设备更加普遍部署在我们日常的环境中的方向前进,那么这一方向适不适合可穿戴设备呢?

面向健身及健康的可穿戴设备提供的生物测量数据,比如心跳速率,排汗水平,甚至复杂的像血液中的氧含量测量等数据都变得很有价值。技术的进步甚至允许可穿戴设备可以测量酒精含量或其他类似的测量。其中一个有趣的可能就是以传感,存储和追踪生物测量数据,并随着根据时间分析结果。比如,追踪身体的温度,可能发现感冒或者流感之前的早期迹象。

物联网

上面的例子都是以智能手机为中心来控制这些功能,但这是真正有效的方法么?有没有更好的办法让物联网设备直接沟通?

利用SoC设计简化可穿戴设备的开发

可穿戴技术受到了用户的追捧,因为这些设备有助于分析人们的日常活动,并可通过一种直观的方式交换信息,极大改善我们的生活方式,给我们带来便利。市场上有各种各样的可穿戴电子设备,最有名的是智能手表、活动监测器和健身手环。这些高度便携式设备被戴在用户身上,或以其它方式附着在人身上,能够通过一个或多个传感器测量和捕获信息(参见图1)。

图1:一个典型的可穿戴设备能够整合用户数据和外部数据,它与一个外部设备配合工作,分析并向用户显示信息。

图1:一个典型的可穿戴设备能够整合用户数据和外部数据,它与一个外部设备配合工作,分析并向用户显示信息。

利用SoC设计简化可穿戴设备的开发

作者:赛普拉斯半导体公司

可穿戴技术受到了用户的追捧,因为这些设备有助于分析人们的日常活动,并可通过一种直观的方式交换信息,极大改善我们的生活方式,给我们带来便利。市场上有各种各样的可穿戴电子设备,最有名的是智能手表、活动监测器和健身手环。这些高度便携式设备被戴在用户身上,或以其它方式附着在人身上,能够通过一个或多个传感器测量和捕获信息(参见图1)。

大联大品佳集团推出基于Microchip MCU的智能可穿戴设备解决方案

大联大控股宣布,其旗下品佳推出基于 Microchip MCU的智能可穿戴设备解决方案,其中包括运行记步器的算法、集成按键、显示屏及电池管理功能,并可在外围搭配Bosch G-sensor和OSRAM心率血氧检测传感器等。

可穿戴设备续航太糟?MIT正研发一种铌线制成的超级电容

对现如今的很多可穿戴设备而言,一个比较大的限制就是由于设备本身比较小,电池也就做不大。麻省理工学院的研究人员最近研发出了一种为可穿戴设备供电的新方法,这是一种提供虽然短促,但是具备爆发能量的方法,正是可穿戴设备操作时所需要的。

大联大世平集团推出可穿戴设备与微信平台互联互通的低功耗蓝牙解决方案

大联大控股宣布,其旗下世平的技术团队已成功完成可穿戴设备经由微信 Wechat API,与厂商服务器进行通讯的功能验证,并推出基于 TI CC254X的可穿戴设备与微信互联互通解决方案及加上基于CSR、Epcos-TDK、TI、Toshiba的低功耗蓝牙芯片解决方案的组合。此举将为可穿戴设备厂商提供微信平台入口与服务器通讯协议技术支持,更提升了可穿戴产品的快速、低功耗无线连接性能。

苹果手表卖不动 可穿戴市场进入过渡期

每天早晨,家住旧金山市区的29岁的凯文• 奥斯本(Kevin Osborne) 都会雷打不动地去公寓楼下的健身房内进行慢跑锻炼。作为一名长期健身的人士,凯文关心自己身体的各项指标,一个Fitbit运动手环便满足了他的这一需求。

凯文还有一块可以在户外进行精确GPS定位的佳明(Garmin)专业户外手表,每次进行户外长途徒步旅行时,凯文就会戴上它。

“有了这些,我不再需要一台Apple Watch(苹果手表)。”凯文这样说。

第五届松山湖IC创新高峰论坛热议穿戴设备困境与出路

作者温亮

在苹果Apple watch正式发布后,全球可穿戴设备产业发展进入了新的时期,作为全球消费电子的重镇,中国可穿戴产业如何突破?是继续山寨苹果Apple watch还是独辟蹊径创新?可穿戴产业目前存在的短板有哪些?在5月15日举行的第五届松山湖IC创新高峰论坛上,来自中国芯片业、整机企业、媒体和咨询机构的负责人在圆桌论坛环节对上述问题进行了激辩,形成了很有意义的结论。

大联大品佳集团推出基于NXP LPC541XX系列的完整可穿戴设备应用开发平台

大联大控股宣布,其旗下品佳推出以NXP LPC541XX系列为核心,再辅以OSRAM的心率及血氧检测器、Bosch G-sensor做计步及活动量侦测、NXP的NFC nTag做安全快速配对和EPSON或SiTime石英振荡器、Infineon的ESD diode、SGMicro(圣邦微)的LED 驱动及其他如电源管理等,专为可穿戴设备而打造的完整开发平台,帮助客户缩短产品上市周期。

Apple Watch之外的另一个选择

三年时间好好做一款表

当你和亲朋好友或者同事谈话时或者在挤公交和地铁时,可穿戴设备已经对很多人来说不陌生了。不管是来自于海外的Apple Watch智能腕表、微软全息投影眼镜HoloLens、Fitbit和Pebble的智能腕带设备,还是国内的小米手环等可穿戴设备品牌,这几年可穿戴设备一直是全球媒体和科技界精英们讨论的话题。

2015年可穿戴设备领域已经不断涌现出新品牌,全球智能手环销量第一的产品Fitbit也已经启动IPO。来自深圳的Talos智能手表团队来说,从不热门的2012年开始一直到2015年,低调三年研发不断打磨,这次他们宣布牵手苏宁众筹,推出塔罗斯TWatch4S,一款真正懂运动的健康智能手表。

Marvell提出“Smart Me”概念欲引爆智能时代创新革命

今年恰逢国际电联成立150周年。世界电信日的主题,确定为“电信与信息通信技术:创新的驱动力 (Telecommunications and ICTs: Drivers of innovation) ”,以致敬信息通信技术对社会创新和发展的巨大贡献。

随着智能手机成为个人的媒体中心,智能手表、智能眼镜等各种可穿戴设备越来越受欢迎,人类生活迎来了智能时代。Marvell联合创始人、总裁Weili Dai女士认为,可穿戴设备很快将成为智能时代的代表性产品,届时人们身上可能都会带着一部智能手机和几样可穿戴设备,它们除了和人互通,彼此之间也能互连互通。

北京君正成为腾讯TOS的战略合作伙伴

2015年4月28日,腾讯在其“连接无限可能,TOS + 智能硬件开放平台战略发布会”上宣布,北京君正成为其生态系统构建的合作伙伴之一。TencentOS是腾讯面向智能手机和智能手表等可穿戴设备开发的一套操作系统,腾讯将整合其自身丰富的应用资源,包括互联服务、语音服务、云服务等内容,为智能手表等可穿戴设备打造一个全新的服务平台。北京君正作为其战略合作伙伴之一,将为腾讯提供标准硬件参考设计方案,基于君正强有力的硬件方案+腾讯TOS+平台,应用程序开发者或创客将能够方便地开发各种各样丰富的应用。

工程师们需要迎接可穿戴设备时代的设计挑战

可穿戴电子设备对设计工程师提出了前所未有的挑战—设计工程师需要在没有专用芯片组或标准化架构的情况下创建智能、紧凑和多功能的产品。由于专用芯片组(标准化架构)的缺失,设计工程师需要在可穿戴产品中使用为移动和手持应用设计的器件和互连技术。

如何在两个不相关的器件之间实现数字与模拟“鸿沟”的桥接是一个不小的设计挑战,而这对于有严格空间和功耗限制的可穿戴设备来说更是难上加难。同时,发展迅速的市场要求设计工程师紧跟消费者不断变化的需求,快速升级现有产品的功能并推出全新的产品。

本文将针对可穿戴产品的设计挑战进行研究,并将探索如何使用可编程逻辑产品来解决这些问题。文章相关的设计实例旨在说明如何将专用可编程器件应用于以下三个方面:
扩展。使用额外的逻辑和定制功能扩展现有ASIC和ASSP的功能和使用寿命。
升级。使用可编程逻辑产品实现新协议和标准,并通过桥接实现互不兼容元器件间的互连,以此升级可穿戴设备的设计。
创新。无需为ASIC开发投入大量时间和费用,使用可编程逻辑产品提供的灵活平台来实现高级功能或全新的特性。

可穿戴设备带来前所未有的设计挑战

评估可穿戴设计的能量收集技术

过去几年里涌现出了大量可穿戴电子产品,所面临的共同难题之一就是电池使用寿命问题。 许多智能手表必须天天充电,而更多的专业健身设备虽然工作时间很长,但在功能和连接性方面仍存在不足。 由于越来越多地要求与互联网以及物联网中的其它设备连接,设计中的无线和计算元件对电源的要求也越来越高。 同样,节能显示器技术也在进步,而且对于更丰富的用户接口的不断需求正推高此类设备的电源要求。

该难题的解决方法之一就是增加从环境中收集能量的能量收集技术的使用。 这种方法可用于向电池提供稳定的涓流,从而延长可穿戴设备的充电间隔并以此提升终端设计的吸引力。

然而,使用这些技术是面临四个工程难题:电能的产生、电能的管理和存储、收集元件的尺寸以及成本。 多年以来,在新型能量收集方面已进行了大量研究,但大部分研究还未能推出可以上市的设备。

可穿戴设备本身就需要接近人体,这就提供了多种电能来源的获取途径,因此具有一些关键优势。

电能的产生