MCU廠商發(fā)力可穿戴，將低功耗進(jìn)行到底
不過(guò)在穿戴設(shè)備的發(fā)展過(guò)程中，也面臨產(chǎn)品定義不夠明確、產(chǎn)業(yè)鏈及生態(tài)環(huán)境不夠健全、剛性需求缺失等多重困境。為了滿足不斷增長(zhǎng)的穿戴市場(chǎng)，各大半導(dǎo)體廠商紛紛推出或準(zhǔn)備推出多種高性能以及低功耗的MCU、MEMS以及周邊產(chǎn)品。在12月20日深圳舉行的一場(chǎng)穿戴式電子設(shè)備應(yīng)用與技術(shù)論壇上，就吸引了包括意法半導(dǎo)體、土曼、北高智、Bluetooth SIG在內(nèi)的可穿戴領(lǐng)域上下游廠商來(lái)共同討論目前該行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
智能手表的兩種發(fā)展方向
其中第一種是采用MTK等手機(jī)AP來(lái)實(shí)現(xiàn)的方案。這種方案一般采用較高主頻的主控平臺(tái)，比如三星的Galaxy Gear。同時(shí)其產(chǎn)品定位也是擁有通信模塊，可獨(dú)立于手機(jī)之外運(yùn)行。一般這種產(chǎn)品采用Android系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)撥號(hào)通話、短信息收發(fā)查詢、郵件收發(fā)查看等功能，同時(shí)支持APP的安裝于卸載。由于采用較高主頻，因此待機(jī)時(shí)間一般在1~3天之內(nèi)。目前深圳有許多之前從事手機(jī)方案的公司在做類似的項(xiàng)目，但是支持這種產(chǎn)品的AP廠商還比較少，所以大多智能采用手機(jī)平臺(tái)來(lái)做。
另一種產(chǎn)品則采用低功耗的MCU（微控制器）來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前包括意法半導(dǎo)體、德州儀器、Silicon Lab在內(nèi)的半導(dǎo)體廠商都提供相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品及解決方案。其產(chǎn)品定位主要是智能手機(jī)的配件，擁有差異化的功能。其功能實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)采用嵌入式小內(nèi)核的RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。尚高明表示，北高智目前主要傾向于MCU的解決方案，其EFM32方案采用Silicon Lab基于Cortex-M系列的產(chǎn)品，主頻可做到48Mhz，加上超低功耗的RTOS系統(tǒng)（RTX、FreeRTOS、μC/OS-Ⅱ/-Ⅲ），待機(jī)功耗可以小于1μA，運(yùn)行功耗可做到220Μa/MHz。產(chǎn)品待機(jī)時(shí)間可以做到10天以上。
北高智科技產(chǎn)品經(jīng)理尚高明
他同時(shí)認(rèn)為，未來(lái)穿戴式設(shè)備只有顛覆者才有可能成功。其產(chǎn)品的重點(diǎn)在于待機(jī)時(shí)間而非性能。未來(lái)可穿戴設(shè)備一定是將科技與時(shí)尚相結(jié)合（說(shuō)人話就是外觀要做得更漂亮精致）；同時(shí)要做到跨領(lǐng)域技術(shù)的融合（說(shuō)人話就是要將各種硬件數(shù)據(jù)接口、各種移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、云服務(wù)、Sensor技術(shù)整合起來(lái)，讓消費(fèi)者的體驗(yàn)得到提升）。
EFM32解決方案，支持pin to pin兼容，支持QFN、BGA112、BGA120
主流低功耗顯示屏介紹
對(duì)于目前的穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)，主控、屏幕、藍(lán)牙基本上是構(gòu)成整個(gè)硬件方案最重要的三大件。尚高明表示，北高智作為元器件代理商，目前除了提供EFM32解決方案之外，同時(shí)也代理多種針對(duì)穿戴式產(chǎn)品的低功耗顯示屏幕。
目前常用的低功耗顯示屏除了常用的TFT（ipod nano屏）之外，還有夏普最近推出的Memory LCD。這種屏幕上的像素點(diǎn)被設(shè)計(jì)成可存儲(chǔ)電荷的電容體，當(dāng)液晶像素顯示后，僅需要極低的待機(jī)電流，在不刷新時(shí)幾乎不需要功耗。特性類似于可存儲(chǔ)的記憶體。屏幕的顯示成像是采用發(fā)射式原理。這種屏幕有點(diǎn)類似于E-ink屏，由于本身沒(méi)有光源，需要外加背光，但是只有黑白兩色，沒(méi)有灰階。其優(yōu)點(diǎn)在于靜態(tài)功耗極低，僅5μA，動(dòng)態(tài)刷新在16μA，而TFT屏功耗普遍在mA級(jí)別。
E-ink屏也是比較常用的低功耗屏，土曼用的就是E-ink屏。因?yàn)閮H在顯示屏像素刷新時(shí)耗電，在斷電后具有現(xiàn)實(shí)保存能力，同樣可實(shí)現(xiàn)朝地公安侯。其產(chǎn)品特點(diǎn)在于可彎曲性，可以滿足ID設(shè)計(jì)上的多重需求。不過(guò)缺點(diǎn)在于刷新速率較慢（200ms），在需要實(shí)現(xiàn)一些較炫的界面時(shí)體驗(yàn)不是很好。同時(shí)其成本也偏高，1.77寸的價(jià)格目前在20美金左右。
Mirasol屏是高通推出的一種低功耗顯示技術(shù)。模仿蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的成色原理，借助陽(yáng)光反射讓顯示屏保持清晰。由于其屏幕只在像素顏色改變時(shí)才需要消耗電力，因此功耗極低，尤為適合需要長(zhǎng)時(shí)間顯示固定的電子設(shè)備。Mirasol屏與E-ink屏一樣也需要加背光，但是Mirasol可以實(shí)現(xiàn)一些彩色的效果。尚高明也坦言，目前不容易拿到這款屏，具體體驗(yàn)有待產(chǎn)品量產(chǎn)后會(huì)比較了解。
以上這幾種屏是北高智目前主要代理的幾種低功耗屏，根據(jù)筆者得到的路邊社小道消息，蘋果的iwatch將會(huì)采用OLED屏，尺寸在1.75~1.8寸之間，其待機(jī)可以做到一周充一次電。 [!--empirenews.page--]
意法半導(dǎo)體高級(jí)市場(chǎng)工程師任遠(yuǎn)
ST針對(duì)不同產(chǎn)品定位的MCU
相比北高智，意法半導(dǎo)體高級(jí)市場(chǎng)工程師任遠(yuǎn)則重點(diǎn)介紹了ST的STM32 MCU平臺(tái)，以及如何通過(guò)這款平臺(tái)提供的軟硬件解決方案。
據(jù)介紹，目前ST針對(duì)穿戴設(shè)備的STM32 MCU分為四類，其中L0、L1功耗較低，而F429\F401功耗較高。
不同功耗主要是由不同的產(chǎn)品定位決定的。其中L0和L1主要定位于智能腕帶，其優(yōu)勢(shì)是采用低功耗RAM，數(shù)據(jù)保持僅需要1.5/0.8μA工作電流。F401則定位于高端智能腕帶、運(yùn)動(dòng)手表等，其主頻在84MHZ，采用的是業(yè)界最小封裝3×3mm WLCSP，其優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)功耗性能的最佳平衡。
任遠(yuǎn)同時(shí)表示，其實(shí)現(xiàn)在每家提供的MCU性能都差不多，ST除了提供硬件之外，還提供相關(guān)的算法。比如睡眠質(zhì)量檢測(cè)，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，自由落體、行走、跑動(dòng)等，每一家算法都不同。他同時(shí)重點(diǎn)介紹了ST的室內(nèi)導(dǎo)航算法，這也是目前非常前言的一項(xiàng)技術(shù)。其使用場(chǎng)景主要是在一些室內(nèi)或隧道等GPS搜索不到的地方進(jìn)行導(dǎo)航。目前業(yè)界對(duì)于室內(nèi)導(dǎo)航的普遍實(shí)現(xiàn)方式要增加WIFI或藍(lán)牙模塊，而這個(gè)算法僅使用自帶的加速度計(jì)和陀螺儀就可以實(shí)現(xiàn)。
F429定位于高端智能手表，使用Chrom-ART Accelerator技術(shù)，比單獨(dú)使用MCU性能提高兩倍，其優(yōu)勢(shì)是內(nèi)置TFT LCD控制器以及SDRAM控制器。
可穿戴，將低功耗進(jìn)行到底 src="/21ic_image/21icimage/zb-images/108/20131225_1.4_wearable-012.jpg">
最后，他表示，未來(lái)隨著穿戴式設(shè)備搭載的MEMS傳感器數(shù)量越來(lái)越多，還需要用一個(gè)Hub（協(xié)處理器芯片）來(lái)控制所有的傳感器，再交給AP運(yùn)算，也就是Sensor Hub技術(shù)。目前Android4.4系統(tǒng)已經(jīng)支持該技術(shù)，而MCU則可用來(lái)充當(dāng)這個(gè)Hub功能。
下載文檔
