編者按:雖然有人將2013年算做是可穿戴設(shè)備的元年,但是時至今日我們除了手環(huán)以外還沒有看到真正上量的規(guī)模應(yīng)用,體積和功耗一直制約著它的發(fā)展。隨著不斷創(chuàng)新的半導(dǎo)體器件在2015年得到應(yīng)用,特別是帶有“附加值”的可穿戴設(shè)備的出現(xiàn),該產(chǎn)業(yè)有望有所突破。
安森美半導(dǎo)體公司高級營銷策略經(jīng)理AJ ElJallad:
集成度更高的電源管理器件將力求降低可穿戴設(shè)備的工作能耗,能量采集能為不同應(yīng)用的電源管理創(chuàng)造不同特性,即充分利用我們周圍的能量,并將它們轉(zhuǎn)換為可以被存儲及采集的電能,然后用于可穿戴設(shè)備。讓用戶方便地?zé)o線充電,也是特征之一。
安森美半導(dǎo)體致力于服務(wù)可穿戴設(shè)備市場,能夠利用低能耗電源管理器件幫助設(shè)計人員解決他們的電源設(shè)計挑戰(zhàn)。在分立方案方面,我們提供多種不同元器件,適合超低能耗電源管理,并采用小型微封裝,其中包括DC-DC轉(zhuǎn)換器、電池充電IC、溫度傳感器、輸入電壓低于1 V及采用0.6 x 0.6 mm封裝的低壓降線性穩(wěn)壓器(LDO)、采用小型封裝、可以驅(qū)動低于1 V電壓的FET,此外還包括我們的超小型二極管、晶體管和保護元件等。
我們電源管理產(chǎn)品的下一步集成,稱為微型電源管理IC(mini-PMIC)。安森美半導(dǎo)體的這些器件能夠結(jié)合我們電源及電池管理產(chǎn)品陣容中的現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)(IP),以及其它簡單邏輯和存儲器特性,為設(shè)計人員在4個月內(nèi)提供完整的可穿戴電源管理設(shè)計。這對設(shè)計人員非常重要,因為加快上市時間對使產(chǎn)品差異化及獲得消費者興趣非常重要。我們也有新的電源管理助聽器PMIC,可以處理不同的電池化學(xué)特性,而且眾所周知,助聽器設(shè)備要求超低能耗電源管理,安森美半導(dǎo)體是此領(lǐng)域的領(lǐng)先廠商。
此外,安森美半導(dǎo)體制定了可穿戴設(shè)備及無線充電策略,已展開工作,此項工作是無線充電聯(lián)盟(A4WP) Rezence標(biāo)準(zhǔn)的一部分,以實現(xiàn)采用寬松配對技術(shù)對可穿戴設(shè)備充電的新規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化。此技術(shù)將使用戶能夠透過桌子等的表面來為可穿戴設(shè)備充電。安森美半導(dǎo)體將推出采用此項技術(shù)的產(chǎn)品,用于消費類可穿戴及醫(yī)療可穿戴設(shè)備。
ADI公司亞太區(qū)醫(yī)療行業(yè)市場經(jīng)理 王勝:
對可穿戴設(shè)備來說,硬件層面最大的挑戰(zhàn)就是功耗和體積,自然半導(dǎo)體廠商會在如何降低功耗以及提高集成度方面大做文章,尤其是對于健康保健類功能所需要的傳感器以及混合信號產(chǎn)品方面的產(chǎn)品。 除此以外,半導(dǎo)體廠商還會在提供硬件支持的同時,推出并完善整體方案的服務(wù)包括相關(guān)軟件及數(shù)據(jù)處理等。ADI作為在傳感器及模擬混合信號的領(lǐng)先供應(yīng)商,在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域也會緊跟客戶及市場發(fā)展趨勢,繼續(xù)加強業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的MEMS技術(shù)、模擬混合信號處理芯片、電源管理芯片的投入,并繼續(xù)加大系統(tǒng)方案開發(fā)的力度,包括硬件平臺及相應(yīng)軟件算法的開發(fā),同時也包括相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)人員的投資,推出一系列適合穿戴式電子需求的半導(dǎo)體產(chǎn)品及參考設(shè)計,并用專門的醫(yī)療保健團隊提供系統(tǒng)級包括軟件在內(nèi)的全方位的方案。
同時,也極力與第三方合作開發(fā)各類定制化產(chǎn)品等,在硬件層面的優(yōu)勢相當(dāng)明顯,所以我們除了逐步增強自身的應(yīng)用團隊實力的同事,也在全球范圍內(nèi)與多家最具實力的應(yīng)用算法第三方機密合作,目前已有與全球領(lǐng)先的終端客戶及第三方的成功合作模式。
德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部嵌入式產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻:
可穿戴設(shè)備要吸引客戶,需要做到‘可穿戴’和‘附加值’并重。首先在‘可穿戴’方面,需要考慮到用戶的穿戴體驗和習(xí)慣,并且要有友好的操作界面以及盡可能長的待機時間。‘附加值’則是將‘智能可穿戴’產(chǎn)品和普通穿戴產(chǎn)品區(qū)分的重要部分,比如提供醫(yī)療健康的實時監(jiān)控和分析。TI的CC2540/2541以及MSP430系列產(chǎn)品可以幫助客戶實現(xiàn)上述的‘可穿戴’及‘附加值’以更好的抓住客戶的需求。
低功耗是對處理器的一大要求,MSP430獨特的低功耗設(shè)計架構(gòu)以及全系列MCU家族可以為客戶提供多樣的設(shè)計平臺。另外,系統(tǒng)的高集成度也是未來的趨勢,CC2540/2541是支持BLE的SoC解決方案,其不僅繼承了出色的RF收發(fā)器,還內(nèi)置了8051內(nèi)核,特別適合于客戶的定制化開發(fā)。
從技術(shù)層面上看主要面臨兩大難點:一是可穿戴設(shè)備是用電池供電的,需要較長的待機和使用時間,實現(xiàn)盡可能低的系統(tǒng)功耗是主要技術(shù)挑戰(zhàn)。二是要實現(xiàn)體征數(shù)據(jù)的測量比如心跳等,需要使用創(chuàng)新的算法和傳感器,這對開發(fā)人員而言是全新的領(lǐng)域。
針對可穿戴式設(shè)備設(shè)計的兩大挑戰(zhàn),TI的產(chǎn)品和方案具有以下兩方面的優(yōu)勢,可幫助客戶輕松實現(xiàn)可穿戴設(shè)備的設(shè)計:第一是完整和高集成度低功耗硬件平臺。一是TI的MSP430單片機是業(yè)界功耗最低、系列化最全的超低功耗單片機系列。我們提供超過400個MSP430型號,超過25種的封裝模式(最小實現(xiàn)2mm×2mm尺寸),最大支持512KB Flash/64KB RAM,可覆蓋大部分可穿戴式設(shè)備MCU需要。二是CC2541低功耗藍(lán)牙方案和全面NFC產(chǎn)品線,實現(xiàn)低功耗無線連接。三是高集成度模擬前端。第二是完整系統(tǒng)級方案。目前TI開發(fā)的可穿戴式設(shè)備以及Health Hub方面的演示產(chǎn)品可以實現(xiàn)測量心率、血氧等功能,適用于保健、運動相關(guān)的領(lǐng)域。
Silicon Labs中國區(qū)總經(jīng)理劉顯禮:
能效和電池壽命是設(shè)計可穿戴產(chǎn)品時的兩個最重要的考量因素,這兩個因素是相互關(guān)聯(lián)的。成功的可穿戴計算產(chǎn)品必須有一個很長的電池壽命,因為消費者不希望每天都要摘下他們的可穿戴產(chǎn)品或每兩天充一次電。由用戶可自行更換的紐扣電池供電的可穿戴產(chǎn)品正變得越來越受歡迎,特別是如果電池更換間隔是4 - 6。為了使電池壽命最大化,設(shè)計中的所有元器件—MCU、無線收發(fā)器和傳感器必須都只能消耗超低能耗。有鑒于此,極高的能效是可穿戴設(shè)計最重要的考慮因素。