穿戴式裝置應(yīng)用前景備受看好，吸引半導(dǎo)體廠積極研發(fā)運(yùn)算能力更強(qiáng)，且封裝尺寸更小、耗電量更低的新一代數(shù)位訊號處理器(DSP)，藉此打造高品質(zhì)錄音與播放等進(jìn)階多媒體功能，滿足消費(fèi)者不斷提升的性能要求。

縮小行動(dòng)裝置電子元件尺寸和降低功耗的需求，對元件制造商提出了嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。更小型穿戴式產(chǎn)品的成長趨勢和漸趨普及則將這挑戰(zhàn)提升到更高水準(zhǔn)。

錄音和音訊播放是穿戴式和小型行動(dòng)電子裝置極為常見的兩種功能─智慧型手機(jī)和藍(lán)牙耳機(jī)是兩個(gè)最好的例子。這些應(yīng)用需要高品質(zhì)、先進(jìn)的數(shù)位訊號處理(DSP)演算法，以及最少的功耗和元件，同時(shí)終端產(chǎn)品須符合人體工學(xué)和美學(xué)，且性能不受影響。

本文著眼于音訊處理領(lǐng)域最新的軟硬體整合方案如何推動(dòng)創(chuàng)新、高性能的行動(dòng)及穿戴式應(yīng)用的發(fā)展。

穿戴式裝置飛躍成長　2019年出貨量直逼2.15億

穿戴式裝置是一個(gè)幾年前才剛成形的新興市場類別，最近卻已開始攻占新聞?lì)^條。

它包括任何可以穿戴在身上的物件，如眼鏡、服裝、鞋類、手表、手環(huán)等等。這個(gè)市場的“新穎”，成為其成長的驅(qū)動(dòng)力。由于這類產(chǎn)品以往并不存在，所以想享受這些“常用隨身配件”，消費(fèi)者須要直接購買產(chǎn)品。這個(gè)市場不限于人類，寵物也有可用的穿戴式裝置。

由于市場太新，狂飆的成長速度不足為奇。據(jù)IDC估計(jì)，2015年穿戴式裝置的出貨量為八千萬臺，2016年出貨量將成長超過40%，逾一億一千一百萬臺，展望未來，預(yù)計(jì)穿戴式市場將維持28%的年復(fù)合增長率(CAGR)，2019年的出貨量將直逼二億一千五百萬臺。

伴隨著快速增長的市場，相關(guān)技術(shù)也飛速發(fā)展。許多因素參雜在內(nèi)，為參與這個(gè)市場，新創(chuàng)公司競相研發(fā)新的裝置，大公司則轉(zhuǎn)向更純熟的設(shè)計(jì)，增添更多的功能或減小尺寸，或兼而有之。事實(shí)上，在那么新興的市場上，有些裝置已經(jīng)發(fā)展到第二或第三代，再次凸顯了人們正見證的快速發(fā)展。

解決黏著度挑戰(zhàn)　有助穿戴式裝置普及

所有的市場都一樣，消費(fèi)者的需求是持續(xù)的壓力，促使制造商和設(shè)計(jì)人員在市場推出性能更好、尺寸更小、成本更低的產(chǎn)品。對于穿戴式市場，連接性、功能、尺寸、電池充電后的續(xù)航力則是成功的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。

穿戴式裝置供應(yīng)商面臨的大挑戰(zhàn)之一是“黏著度”。先前面世的新裝置，通常一旦失去新鮮感，即遭束之高閣，說明它們對使用者來說沒有非用不可的吸引力。要解決此問題，制造商必須不斷在關(guān)鍵需求上著力，開發(fā)出讓使用者真正愛不釋手的產(chǎn)品。

智慧型手機(jī)市場的演進(jìn)證實(shí)了這點(diǎn)。早期行動(dòng)電話只適合安裝在車內(nèi)，接著演變至放入公事包，然后到口袋，現(xiàn)在則可將一支功能齊全的智慧型手機(jī)戴在手腕上。

一直以來，尺寸在縮減，電池使用時(shí)間在延長，功能在升級，才來到了人們現(xiàn)今使用的先進(jìn)裝置，手機(jī)裝置已成為人們常用的隨身配備。

穿戴式市場已發(fā)展了很長時(shí)間，但仍將遵循類似的軌跡發(fā)展，讓裝置變得更小、更智慧和更省電，直到人們讓穿戴式裝置完全整合到日常生活中。

低功耗/小封裝DSP助力　穿戴裝置音訊功能更強(qiáng)大

不令人意外的是，某些關(guān)鍵需求開始引導(dǎo)穿戴式裝置朝輕薄短小的相反方向發(fā)展。

更強(qiáng)大的功能帶來更精密的軟體、更大的記憶體、更多的感測器(這要空間和電源來運(yùn)行)以及更直覺的使用介面，這使得穿戴式裝置需要更多按鈕和空間。這些類似的挑戰(zhàn)見諸于許多技術(shù)領(lǐng)域，但對于可穿戴市場最是敏感關(guān)鍵。

目前市場上已有許多封裝十分精巧，尺寸約在1平方毫米的麥克風(fēng)解決方案可供選擇。再加上低功耗、高功能的DSP，整體方案將變得更有吸引力。

舉例而言，安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)的低功耗、較高解析度音訊處理系統(tǒng)--LC823450(如圖1與圖2所示)，可以作為有利的音訊技術(shù)，用于微型穿戴式裝置的錄音和播放功能。

圖1　LC823450低功耗、高解析度音訊處理系統(tǒng)方塊圖 圖片來源：安森美半導(dǎo)體

圖2　LC823450比其他大型積體電路(LSI)延長70%的播放時(shí)間。 圖片來源：安森美半導(dǎo)體

據(jù)悉，其具有雙核ARM Cortex-M3處理器和一個(gè)專利的32位元DSP核心，這個(gè)系統(tǒng)單晶片(SoC)同時(shí)結(jié)合1656KB的靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體(SRAM)，支援高解析度(32位)/192kHz音訊處理。

該款晶片功耗極低，在采用兩個(gè)AAA電池時(shí)，可以提供超過120個(gè)小時(shí)的音訊播放時(shí)間。

XA和XB版本的小型體積(僅5.52mm×5.33mm)比同類型替代方案小很多(50%)，而且具有其他方案沒有提供的on board SDRAM。

較先進(jìn)的DSP演算法包括用于麥克風(fēng)的雜訊消除和管理低頻的“S-Live”(低頻智慧型虛擬激磁)，為用戶提供更大型揚(yáng)聲器的聽覺享受。

雜訊消除和“S-Live”是免除專利使用費(fèi)和免授權(quán)費(fèi)的DSP代碼程式庫的其中兩個(gè)例子，有眾多程式可供設(shè)計(jì)人員選擇應(yīng)用，以加速軟體設(shè)計(jì)和最小化開發(fā)成本。

穿戴式市場將成為“下一熱點(diǎn)”，但產(chǎn)品的性能和外形須具有足夠的吸引力來說服消費(fèi)者購買。有些功能是新的，更多則是舊有功能，但總體而言，它們朝向較小空間的封裝，并受限于功率要求。

若終端產(chǎn)品沒有這些創(chuàng)新的功能和特性，穿戴式市場的潛力將不會(huì)充分發(fā)揮，而且少了像DSP這類的創(chuàng)新、突破性方案，穿戴式裝置的必備功能和特性將無法吸引消費(fèi)者。這樣的突破技術(shù)才能真正推動(dòng)穿戴式市場。