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用这套完整方案真的可做任何可穿戴设计?

2016-12-21 [责任编辑:wenwei]
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【导读】在收购Aptina和仙童等公司后,安森美有了全面的移动设备电源和数据管理解决方案,并继而推出了业界首款可穿戴开发套件。通过这套完整的可穿戴解决方案,我们把智能手表的显示屏拿掉,加上摄像头,就能轻松设计出智能眼镜?

可穿戴市场正在增长,在未来五年有很好的增长趋势。从数据来看,2015年到2020年,可穿戴设备的出货量将从约1.7亿台增长到3.5亿台,其中增长比较明显的两类产品是智能手表和智能眼镜。

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图1:可穿戴产品2015年~2020年市场趋势。

这些年,通过内部研发和一系列的收购后(比较重要的收购有AMI、三洋、Aptina、仙童),安森美半导体拥有了全面的移动设备电源和数据管理解决方案。其中,传感器对设计可穿戴产品不可或缺,而通过收购Aptina,安森美获得了图像传感器产品线;通过收购仙童,该公司增加了MEMS传感器(加速度计、陀螺仪)产品。接下来,安森美在这套丰富的产品线的基础上,推出了业界首款可穿戴设备开发套件。那么这会是一款怎样的开发套件呢?

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图2:安森美近年来的收购。

日前,在安森美媒体见面会上,安森美无线及可穿戴策略和业务发展高级经理AJ ElJallad表示,可穿戴应用开发有几个关键趋势:1.产品设计周期要求非常地快,并能衍生出许多不同产品,因此安森美推出了可穿戴参考设计套件以加速产品设计;2.蓝牙低功耗(BLE)是可穿戴市场的一个主要连接协议,因此该公司在这方面与Nordic半导体(在蓝牙低功耗技术上非常有名)展开合作;3.无线充电是可穿戴设备需要的一个重要功能,因此安森美为可穿戴设备开发了磁共振(MR)无线充电解决方案。

从可穿戴设备的典型框图(图3)看,除了黑色的部分(如MCU、存储器、蓝牙无线通信等),其他绿色部分安森美都有解决方案,并对黑色部分提供兼容接口。ElJallad表示,安森美这些解决方案/器件当中有多个在行业内领先,如电池FET、无线及有限充电方案、电量计、AC-DC适配器、PMIC等。在可穿戴产品中,有些带有摄像头,如智能眼镜,安森美可提供图像传感器和自动对焦驱动器等产品。另外安森美通过收购仙童,还获得了MEMS传感器产品线。

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图3:可穿戴设备的典型框图。

由于具有可穿戴全套解决方案,安森美三个星期前推出了可穿戴开发套件WDK1.0。它是市场上第一个可扩展和灵活的可穿戴参考设计及开发套件,兼容AirFuel磁共振无线充电协议。参考设计包括原理图和BoM、示例代码以及Smart App应用,该应用可通过Android PlayStore和AppleStore下载。

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图4:可穿戴开发套件WDK1.0。

ElJallad介绍道,这个可穿戴开发套件的主控制器采用Nordic的nRF52832,而周边所有的器件都来自安森美,例如陀螺仪、加速度计MEMS传感器、无线充电和有线充电等。

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图5:WDK1.0硬件参考设计。

WDK1.0具有集成开发环境(IDE),可以通过连接电脑编程、编译和调试。同时,它带有扩展端口,可以用于添加和评估硬件。ElJallad透露,通过这个开发套件,我们可以做不同类型、不同档次的设计,例如低端的智能首饰、高端的智能手表/智能眼镜(包括3G移动连接)等(把智能手表的显示屏去掉,加上摄像头,那就是智能眼镜)。

另外,对于电池续航时间,根据硬件设计不同,它的续航时间在24个小时到36个小时之间。充电若是采用有线方式(通过扩展坞充电),充电时间是1个小时,通过无线充电则是2个小时。

对于AirFuel协议,安森美认为这个协议会是未来手持式/可穿戴设备的无线充电标准。ElJallad表示,从无线充电生态系统看,我们希望用一种技术来实现多种设备充电。AirFuel磁共振协议的充电功率适用于可穿戴设备一直到笔记本电脑,这样,如果可穿戴设备、手机、笔记本电脑等等若都采用的是AirFuel协议,则只用一套充电板就可以支持多个设备的充电。

(另外,现场演示用的无线充电板来自NewVastek。ElJallad透露,该充电板也是用了安森美的PMIC,但不包括在这个套件中。这个充电板的特点是,被充电设备随便放在上面什么位置就可以充电。)

通过手机上的Smart App和智能手表配对,我们可以查看基本的运动数据,包括走路步数、消耗的卡路里和走路距离等。另外,Smart App可以控制智能手表功能,例如运动传感器开关、触觉传感器开关、振动功能、钟面模拟/数字显示切换以及LCD亮度调节等。另外还可实现软件功能控制,如电话通知、短信通知和无线下载等,以及性别、身份显示等定制功能。

图6:WDK1.0软件参考设计及Smart App。

ElJallad透露,通过这个开发套件,我们可以对三个ARM核写程序。第一个是Nordic的BLE MCU。第二个是扩展坞里的蓝牙低功耗MCU,可用于物联网扩展。第三个是通过可扩展端口编程应用处理器,例如联发科或高通的MCU。

对于硬件开发,该参考设计的独特之处是具有扩展接口,可以借此加上需要的器件。其中扩展坞中有5个GPIO和1个PMIC电源轨,可以通过它们来进行扩展设计。另外,扩展端口的功率也可以通过编程进行调整,从1.8V~5V。

对于这个开发套件的售卖,ElJallad表示,Mouser和Digi-Key现在有售,建议售价500美元,任何人都可购买。后续这个套件也会增加艾睿和安富利等销售渠道。

最后,在问及“我们的手机中就有运动传感器,我们用手机就可以实现计步。因此,可穿戴设计可以加入更多特别的传感器来实现差异化功能吗?”这个问题时,ElJallad表示,仙童的运动传感器就包含温度传感器,并且还包含海拔引擎。未来该套件还将加入心率传感器和GPS等。并且,虽然,WDK1.0不带这些传感器,但是开发人员可以通过扩展接口自己加入新的传感器。

另外,对于SoC/SiP实现可穿戴设计的方式,ElJallad表示,SoC方式适合更专用的应用,SiP可以开发出一系列产品来满足灵活性和扩展性的需求。这是可穿戴设备未来的发展趋势,也是安森美未来的路线图。




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关键字:模拟设计 电源管理 传感/MEMS 
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