華強(qiáng)論劍，探究可穿戴設(shè)備變革之道

2015-01-20

可穿戴設(shè)備作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)最重要的分支之一，已經(jīng)被廣大消費(fèi)者所熟知，其中以腕式產(chǎn)品（手環(huán)與手表）出貨量最大。然而，可穿戴設(shè)備同質(zhì)化嚴(yán)重、數(shù)據(jù)采集不精確、續(xù)航能力低等問題也一直為人詬病。如何解決可穿戴設(shè)備的尷尬困境成為相關(guān)從業(yè)者最為關(guān)注的問題。

1月16日下午，由電子發(fā)燒友網(wǎng)主辦的2015物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與創(chuàng)新應(yīng)用大會可穿戴設(shè)備論壇，在華強(qiáng)集團(tuán)2號樓7樓發(fā)布大廳舉行，來自國內(nèi)外知名芯片商、方案商、測試廠商齊聚一堂共同探討可穿戴設(shè)備的破局之道?，F(xiàn)場氣氛熱鬧，并有多重抽獎環(huán)節(jié)，獎品均由華強(qiáng)芯城提供（關(guān)于華強(qiáng)芯城：華強(qiáng)芯城是華強(qiáng)集團(tuán)旗下元器件在線商城。芯城長期與原廠、代理商和國際大型分銷商Digikey、Mouser、Avnet、Future、Element14等有良好的合作關(guān)系，華強(qiáng)芯城平臺注冊企業(yè)用戶已超過1萬家，產(chǎn)品庫存達(dá)1000萬條以上。搞研發(fā)，搞樣機(jī)，中小批量芯片采購哪里找，通通請上華強(qiáng)芯城。）

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京微雅格：國產(chǎn)FPGA助力可穿戴創(chuàng)新

目前，可穿戴設(shè)備中，以手表和手環(huán)為代表的腕戴式設(shè)備出貨量最大，而腕戴式可穿戴設(shè)備所采用的方案以“MCU/AP+傳感器+通信模塊”的模式為主。京微雅格副總裁王海力表示，未來的可穿戴設(shè)備功能會逐漸增加，市場對產(chǎn)品差異化設(shè)計提出更高的要求，屆時可穿戴設(shè)備將依賴更加強(qiáng)大的MCU、AP和傳感器。然而AP芯片廠商無法及時靈活地滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更新，難以滿足市場應(yīng)用對傳感器數(shù)量和種類日益增多的需求。

王海力繼續(xù)補(bǔ)充：“可穿戴設(shè)備方案商之所以不用FPGA，是因?yàn)?/span>FPGA通常給人高功耗及大尺寸的印象。”現(xiàn)在由于工藝及技術(shù)的改善，FPGA在成本、功耗、尺寸上發(fā)生了巨大的變化，足以應(yīng)付移動端的技術(shù)挑戰(zhàn)。實(shí)際上，在三星智能手機(jī)里，已經(jīng)有應(yīng)用低功耗FPGA的先例，甚至有專業(yè)人士稱，當(dāng)FPGA進(jìn)入可穿戴領(lǐng)域時，FPGA的春天就會到來。

那么低功耗FPGA應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中究竟有哪些優(yōu)勢呢？首先，FPGA可擴(kuò)展更多的接口，通過超低功耗FPGA可以實(shí)現(xiàn)將多路SPI接口轉(zhuǎn)化為高速并行接口與處理器進(jìn)行通信；再者，FPGA在處理器之間的通信有突出優(yōu)勢，當(dāng)系統(tǒng)需要兩個SIM卡時，需要兩個基帶處理器進(jìn)行控制，通過超低功耗FPGA可以方便的在兩個處理器之間通信；同時，FPGA可負(fù)責(zé)存儲器管理，通過超低功耗FPGA可以實(shí)現(xiàn)eMMC控制器的功能，并且可以支持x8的高速串口?？傊?，現(xiàn)有的MCU/AP與低功耗FPGA將形成伙伴關(guān)系。

功耗才是可穿戴設(shè)備的王道

在如何設(shè)計一款優(yōu)秀的可穿戴產(chǎn)品這個問題上，Silicon(＄1031.2500) Labs亞太區(qū)微控制器資深市場經(jīng)理彭志昌表示：“首先，可穿戴設(shè)備首先是飾品，它必須好看，才能為人接受；第二，要有良好的工業(yè)設(shè)計和人機(jī)交互；第三，必須要有特色的解決方案才能脫穎而出；最后，也是最重要的一點(diǎn)，就是低功耗！”

在可穿戴設(shè)備中，給電池預(yù)留的空間其實(shí)是很小的，所以必須聚焦于極小化的能耗，這就對可穿戴設(shè)備方案選擇提出了很高的要求。MCU對電池續(xù)航能力有重要影響，應(yīng)針對產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的功能強(qiáng)度來選擇適合的MCU；傳感器是可穿戴產(chǎn)品的靈魂，而且提供可穿戴設(shè)備差異化，但是必須是低功耗；對于通信方案，應(yīng)最小化RF通訊來節(jié)約能耗，并善用占空比的特性。

TI：可穿戴設(shè)備電源管理新熱點(diǎn)

對于普通消費(fèi)者來說，可穿戴設(shè)備的可用性與其用戶體驗(yàn)直接相關(guān)，但影響其可用性最主要的因素就是功耗。TI中國區(qū)市場經(jīng)理文司華表示，要提高可穿戴設(shè)備的可用性，首先應(yīng)從電池充電器入手。

對于如何設(shè)計一款優(yōu)質(zhì)的可穿戴電池充電器，文司華認(rèn)為有以下幾點(diǎn)：1、小尺寸；2、更低的最大充電電流，專為小容量電池所定制；3、更低的電池漏電電流；4、高精度的電流電壓控制。

同時，文司華還表示，無線充電是未來可穿戴設(shè)備充電趨勢，尤其是對智能手表而言，TI對此已有長久的研究，并且能夠?yàn)榭蛻籼峁┏墒斓臒o線充電解決方案。

德國萊茵TUV：可穿戴設(shè)備市場的導(dǎo)航者

作為全球領(lǐng)先的第三方測試認(rèn)證機(jī)構(gòu)，德國萊茵TUV推出全球首個可穿戴設(shè)備認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。德國萊茵TUV大中華區(qū)電子電氣產(chǎn)品服務(wù)部技術(shù)支持與研發(fā)副總經(jīng)理羅黎表示：“德國萊茵TUV推出可穿戴設(shè)備認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的主要原因是為了制定可穿戴行業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，提高行業(yè)整體水平，同時引導(dǎo)消費(fèi)者作出正確的購買選擇。”

羅黎表示，可穿戴設(shè)備檢測評估主要包括四部分。一是智能性評估，傳感器的采集精度、手表的反饋模式、通信模塊的自動連接等，都接反應(yīng)了可穿戴設(shè)備的性能；而是安全性評估，由于可穿戴設(shè)備采集的數(shù)據(jù)大部分屬于人體體征信息，具有極高的私密性，所以一款可穿戴產(chǎn)品的安全性不容忽視；第三是長期可穿戴性，這包括產(chǎn)品的可操控性、佩戴的舒適度、以及致敏性；四是軟件APP的評測，測試類容包括運(yùn)行APP的CPU占有率，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度評估等。

是德科技：可穿戴設(shè)備的測量、分析、優(yōu)化。

是德科技業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理呂寶華認(rèn)為，可穿戴產(chǎn)品耗電測量主要面對以下挑戰(zhàn) ：

1、更高的電流測量精度，微安（uA）級休眠電流，甚至納安（nA）級漏電流；

2、動態(tài)電流變化范圍大，從微安級休眠電流到百毫安甚至安培級發(fā)射電流，針對不同范圍電流都能提供連續(xù)，準(zhǔn)確的測量，脈沖寬度窄，一般在幾百微秒至毫秒級；

3、高采樣速率和長時間的連續(xù)測量，更快的采樣速率，更長的存儲深度。

是德科技研發(fā)的N67058直流電源分析儀能很好地解決上述問題。N6781A為耗電分析設(shè)計的兩項(xiàng)限源表（SMU）模塊，一是為電池耗電分析特殊設(shè)計的電源模塊，具有可調(diào)節(jié)的電池內(nèi)阻仿真特性，nA級電流測量，高達(dá)200KHz電流采樣率，精確測量脈沖電流等特性。二是為應(yīng)對大范圍變化的電流波形而專門開發(fā)的無縫量程切換技術(shù)，輕松測量大范圍（3A-80nA）快速變化的耗電電流波形。