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马博体育官网_MCU在可穿戴电子产品中的作用

:2022-11-10 00:10:02:

本文摘要:可穿着技术现在是消费类电子行业的热门用语。

可穿着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发售可穿着设备。

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它们是我们需要穿着的微型电子设备,一般来说与现有服饰(如:手表)构建或者取而代之。  随着可穿着设备行业的当前变革,对于更加小、更加直观的设备的市场需求正在快速增长减少。这个新兴行业的当前设备趋势还包括智能手表、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促成令人注目的市场需求。

  似乎,这些设备所包括的电子产品必须瘦身。最重要的电子组件应当是微控制器。由于这些MCU不但必须尺寸小,而且还必须继续执行更加多功能,因此构建沦为了另众多要素。我们将不会在本文中探究以下主题:  1.可穿着电子系统的有所不同市场需求;  2.如何根据这些市场需求细分市场;  3.典型可穿着设备中的有所不同组件;  4.最后我们将探究MCU如何有助符合涉及市场需求。

  本文完结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。  可穿着设备的市场需求  我们首先看一下可穿着设备的典型市场需求。  美观:  可穿着设备的最重要市场需求是美观。

最后产品必须时尚可爱,而且必须需要配上当前的时尚服饰,如:装饰品、手表、眼镜等。单凭英特尔等半导体巨头与时装行业联手打造出时尚设备这一点就需要解释此项市场需求至关重要。  电容式触碰感应器技术是提升美感的关键技术。

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回应,电容式用户界面的关键市场需求是反对各种外形(还包括曲面),需要以防液体(防止失误的触碰),以及反对薄的覆盖层感应器等。赛普拉斯的CapSense与TrueTouch技术需要使此类市场需求显得切实可行。  尺寸:  如前所述,这些器件的显著市场需求是尺寸小,以便精彩构建到可穿着设备。

但同时不可以增加或减少其展现出的功能。因此,此类器件中使用的组件在维持小尺寸的同时还应该在完全相同空间构建更加多功能。片上系统(SoC)和芯片级PCB(CSP)等技术有助增大尺寸。

例如,赛普拉斯可以获取使用WLCSP等多种PCB选项的可编程片上系统(PSoC)器件。  透气:  可穿着设备不会被用户带回任何地方。因此,关键是这些设备的设计需要抵抗环境条件,如:水滴、湿气、汗液等。  功耗:  毋庸置疑,可穿着设备是由电池供电,因此,以下因素在其功耗减少方面带给了类似挑战:  由于可穿着设备大部分是监控设备,与其它移动设备有所不同的是,它必须一直关上并且维持相连。

例如,智能手表必须一直表明时间并通过蓝牙等无线方式相连到手机,以便接管警告;计步器必须仍然计算出来步数并向手机应用于报告;某种程度,心率监控器必须仍然获取监控和报告。  由于必须减少整体尺寸,因此不会从内在容许电池容量。  这些设备必须以超低功率运营,以缩短电池使用寿命。

此项市场需求对MCU与固件算法明确提出了特殊要求。32位ARM架构是可穿着设备常用的CPU技术,因为它能获取最佳性能与低能效。另外可设计使用ANT+、低功耗蓝牙(BLE)等无线技术构建低功耗。  无线通信:  由于具备更高的灵活性与维度,无线连接已沦为现代电子设备的众多大自然特性。

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无线连接对于可穿着设备而言更为最重要,因为后者必须与一个或多个设备展开交互。根据类型和所获取的功能,此类设备必须反对有所不同的无线协议,如:Wi-Fi、ANT+、BLE、基于IEEE802.15.4的专有协议等。一些设备必须反对多种协议。

例如,某种腕表使用专有无线协议与心率监控胸带通信,同时使用BLE与手机中的跑步应用于展开通信。  应用于处理器/嵌入式控制器:  主处理器的自由选择意味着各不相同设备的类型与功能。例如,ARMcortex-M控制器可以驱动非常简单的腕带,但是智能手表必须使用应用于处理器,以便运营Android等简单的操作系统。

  如前所述,32位ARM处理器常用于驱动可穿着设备,因为其需要获取最佳性能与低能效。赛普拉斯的PSoC等现代控制器几乎利用ARM架构的功能优势在单个芯片中构建了高级仿真功能、可编程数字功能以及ARMcortex-M内核等。  一些高级设备使用独立国家的协处理器把传感器数据处理工作从主处理器上移往出来。之所以必须这么做到是因为设备有可能具备必须动态分析以及CPU反对的传感器数据阻抗。

此功能称作传感器集线器或传感器融合。右图说明了传感器集线器在可穿着系统中的起到。图1传感器集线器在可穿着系统中的起到  操作系统:  根据类型和所获取的功能,可穿着设备有可能必须、也有可能不必须特定的操作系统。例如,一个用作监测温度、使用3轴加快计测量运动以及用单色段式LCD表明时间的非常简单腕表可以运营轻量型RTOS,而用作拓展手机功能的智能手表必须运营Android等高级操作系统。

  同时,传感器集线器必须具备上下文感官算法的类似固件。  市场细分  自此我们早已理解了典型可穿着设备的市场需求,适当地展开市场细分也十分最重要。准确的市场细分使设计人员需要研发适合的产品,同时协助用户自由选择最佳设备。

下表格根据设备功能展开市场细分。表格中细分市场的复杂性自上而下减少。


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