设计

可穿戴芯片:大行“交钥匙工程”

作者:陈炳欣来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2014-11-14 09:18我要评论

可穿戴技术和设备在全球掀起新的应用浪潮,尽管市场尚未真正全面启动,但新的创意性产品已经层出不穷,处于蓄势阶段,所缺者仅是临门一脚。为抢占先机,半导体厂商纷纷设立专门的技术应用和开发团队,打造属于自己的特色产品系列,旨在提供超出芯片层面的方案,同时建立生态系统,对各类中小企业、电子开发者给予支持。可穿戴设备呈现“繁荣”的背后,主力芯片厂商依然是那几家熟悉的身影。

以嵌入式设计平台攻占可穿戴市场

可穿戴市场企业热情投入,主力芯片厂商却依然是那几个熟悉的身影。

根据iMedia咨询的报告预计,到2015年仅中国市场可穿戴设备出货量将达到4000万部。然而,市场需求碎片化,产品尚不够成熟,消费者认知度不够,功能未能激发购买欲望,是目前可穿戴市场的真实写照。整体来看,可穿戴市场还处于早期阶段。尽管如此,依然难挡企业的热情,从国际科技巨头到中小企业,纷纷看好可穿戴设备市场前景,积极投身其中,最引人注目的当是那些IC龙头企业,在可穿戴设备领域的布局。

自PC被智能移动设备抢占风头之后,英特尔便希望在移动芯片领域有所作为,但是高通、联发科等竞争对手控制了超过95%%的智能手机市场份额,英特尔一直难以取得实质性的突破。故此,英特尔一方面入股紫光,意图借助展讯、锐迪科“曲线救国”,另一方面也将目光瞄准了可穿戴设备市场,从产业发展的初期阶段即强势介入,避免智能手机芯片行业那种扮演苦苦追赶者的形象。

今年CES展会上,英特尔即展出了超小型和低功耗、适用于物联网和可穿戴设备的新型计算平台Edison。英特尔表示,Edison开发平台是全球首个低成本、高完成度和高通用性的计算平台。它采用22nm Atom系统芯片,包括一个双核、双线程500MHz CPU和一个32位100 MHz Quark MCU,以及支持多达40个GPIO、1G LPDDR3内存、4G eMMC、双频段WiFi和低功耗蓝牙,而尺寸仅比邮票稍大。在日前举办的“第四届创客嘉年华”上展示的由英特尔中国研究院开发的可以进行微信、邮件交互的智能瓷杯,由深圳矽递科技有限公司开发的可以监测环境温度的智能围裙等,均为基于Edison的原型设备。

今年4月份联发科也推出可穿戴解决方案Aster,在MT2502芯片上集成低功耗蓝牙和GSM/GPRS等,该单芯片可扩展WiFi和GPS,同时还可以方便地与传感器连接。6月份,联发科又发布了Linklt开发平台和MediaTek Labs开发者社群计划。在Linklt开发平台上除以MT2502芯片为核心的硬件部分外,同时还包括Linklt OS操作系统,以及Arduino插件的形式的Linklt SDK。

高通同样重视可穿戴市场的布局,CEO史蒂夫·莫伦科普夫认为,可穿戴设备与平板电脑相似,是智能手机的延伸。随着可穿戴设备的发展,高通将推可穿戴的参考设计。高通还提出,“数字第六感”是可穿戴设备应用创新的主要方向。

不同平台各有侧重

建立嵌入式设计平台为客户提供成熟的一体化芯片解决方案,顺应可穿戴细分化、碎片化特点。

通过上述可以发现,目前几个芯片厂家在可穿戴设备领域的发展策略十分相似,同样是推出类似联发科的“交钥匙工程”,即建立嵌入式设计平台为客户提供成熟的一体化芯片解决方案。这是因为可穿戴设备具有细分化的、碎片化的特点,它很难复制智能手机主芯片那种通用型、大规模的局面。另一方面,创意性十足的应用十分适合中小型公司的开发,所以几家芯片厂家不约而同采取了提供嵌入式设计平台方案的策略。它有利于减少目标客户芯片底层的设计工作,使其可专注上层应用及外观的创新,降低开发门槛、缩短产品上市时间。在目前没有出现类似iPhone引导流行的大杀器的情况下,不失为一个良好的推动可穿戴设备市场规模化发展的方案。

尽管几个芯片厂家的操作不乏共性,但是稍作分析亦可发现,不同芯片厂商在可穿戴设备上的方案又各有侧重,这与可穿戴设备细分、广阔、复杂、多变的市场特性是相一致的。联发科技创意实验室副总裁Marc Naddell认为:“可穿戴设备大略可以分为三类:第一类是单应用程序、单应用类型可穿戴设备(OAU)。这类产品是专用的、相对简单的可穿戴设备。有些产品甚至没有用户界面,是专门搜集身体相应的健康指标或者是生理指标,并把这些信号传递到手机等上的一类设备。第二类是简单应用类型的可穿戴设备(SAU)。这类产品具有用户界面,功能相对较多,可以从应用商店下载一些应用,甚至可以让用户进行一定的定制化操作。其复杂性介于第一、第三类之间。第三类是多种应用设备(RAU)。它可执行更多种应用,可以有更多的APP在其上运行,拥有非常丰富的用户界面和非常丰富的功能。”结合上述三类产品,Marc Naddell认为,Linklt平台,更适合第二类,即SAU的可穿戴设备开发。一款开发平台很难面面俱到,适合各种可穿戴设备的开发需求。

相对而言,英特尔的Edison平台,尽管将Atom处理器降频使用,但是,双核、双线程500MHz CPU在可穿戴设备领域依然是一颗强劲的“芯”。当然了,它的功耗相应也将更高,所以更加适合在RAU上使用。

对于博通来说,因为在WiFi、蓝牙等无线连接领域具有业界领先地位,在可穿戴设备上也充分运用了这一优势,不仅推出整合了WiFi、蓝牙的WICED平台,今年9月又推出一款新的开发套件WICED Sense,包含最新WICED蓝牙智能芯片和五个低功率MEMS传感器和一个兼容蓝牙4.1的软件堆栈。

Marvell则于年中之际同时推出三款以MB300芯片分别搭载WiFi、蓝牙和ZigBee的单芯片方案,提供了更为多样的无线传输可能。

可穿戴设备优秀解决方案编辑选择奖

联发科 Aster

Aster系统单芯片号称是目前市场上体积最小的穿戴式设备专用SoC,封装尺寸5.4mm×6.2mm,可协助开发者社群与设备制造商开发各式价格合宜、规格完整的可穿戴与物联网产品及解决方案。同时以Aster为核心推出的LinkIt软件开发平台,提供完整的参考设计、高度整合微处理器及通信模块提供各种联网功能以简化发展流程,让开发者可以更专注于产品外观、创新功能及相关服务,支持空中传输(OTA)以更新应用程序、算法及驱动程序,可通过手机或电脑,向采用联发科技Aster的设备进行推送安装及更新(联发科技胶囊包技术)。联发科为Arduino与VisualStudio提供插入软件开发工具包(Plug-in SDK),此外第三方伙伴也将基于LinkIt平台提供硬件开发工具包(HDK)。

村田制作所薄膜温度传感器

可穿戴设备大量用于健康监控,重视对人或者物体温度状态的有效监测,因此有效提高在有限的机体空间散热性能使得热设计成为尤为重要的问题。村田温度传感器全长10~70μm,厚度约为0.55mm,宽3.17mm,在复杂的构造和狭窄的空间里也能够灵活地进行布置,进行空间的温度检测。另外,由于元件热容量小,因此具有优越的热响应性。

与一般的温度传感器相比较,薄膜温度传感器能够在最短的时间内测量油槽的温度,热响应性、热时间常数在2秒以下。电气特性规格温度范围在-40℃~125℃,温度精度±0.4℃(气氛温度25℃、元件单体),电阻值(25℃)10kΩ±1%%,B常数(B25/50)3380K±1%%。这款新型产品除能有效地检测穿戴式设备机体的表面温度,还可以检测智能手机或平板电脑机体部分的温度。

英特尔 Edison

英特尔Edison模块是为开发小型或可穿戴式设备的发明者、创业家和消费产品设计师而设计,采用22纳米英特尔Atom系统芯片,包括一个双核、双线程500MHz CPU和一个32位100MHz Quark MCU。它可以在大约一张邮票尺寸的模块上支持多达40个GPIO、1G LPDDR3内存、4G eMMC、双频段Wi-Fi和低功耗蓝牙。同时推出第一个针对可穿戴设备的软件开发工具包(SDK)和应用程序编程接口(API),让开发者能够为iOS和Android开发健身与健康应用程序。现阶段已支持利用Arduino和C/C++进行开发,近期还将扩展到Python、RTOS和Visual Programming。英特尔Edison包括设备间和从设备到云的连接框架,以实现跨设备通信以及基于云的多租户时间序列分析服务。


责任编辑:苏滢
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