元器件在可穿戴產(chǎn)品中運(yùn)用的流行趨勢

可穿戴醫(yī)療需要緊湊、無線連接和無線充電方案

　　目前可穿戴種類繁多,能夠給大眾帶來實(shí)質(zhì)性的便利和意義的產(chǎn)品都是有市場需求，其商業(yè)市場肯定有一定的生存空間,隨著人們經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和教育水平的提升，人們對(duì)帶有身體健康指標(biāo)的可穿戴產(chǎn)品日益需求旺盛，通過日常身體參數(shù)的采集，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析從而給出建設(shè)性意見，也從而循序漸進(jìn)改善的健身,睡眠,飲食等各個(gè)關(guān)系到身體健康因素。

　　針對(duì)日常生活中需要用到的可穿戴產(chǎn)品的特點(diǎn)就是需要“可穿戴”體積要小;“日常生活中”要求實(shí)用，功耗要低，同時(shí)帶有無線聯(lián)接等這類特點(diǎn)。安森美半導(dǎo)體在醫(yī)療行業(yè)積累了30多年的經(jīng)驗(yàn)，把以前專業(yè)的醫(yī)療繼續(xù)衍生到目前可穿戴醫(yī)療行業(yè)，這種革新讓這種可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品更具備專業(yè)性，專業(yè)的“Struix”技術(shù)可以讓產(chǎn)品方案的體積更緊湊、功能多樣化。同時(shí)利用多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和工藝，設(shè)計(jì)出領(lǐng)先的超低功耗藍(lán)牙SoC方案RSL10，從而解決市場功耗的瓶頸。此外安森美半導(dǎo)體根據(jù)可穿戴產(chǎn)品的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出專門針對(duì)可穿戴產(chǎn)品的充電方案HPM10，從另外一個(gè)層面解決了低功耗的需求。

超低功耗藍(lán)牙產(chǎn)品正被廣泛采用

　　今年以來我們高興地看到又一批基于Dialog 超低功耗藍(lán)牙平臺(tái)的可穿戴產(chǎn)品陸續(xù)面市，不僅有新一代靚麗的小米手環(huán)3，青春米動(dòng)手環(huán)手表的發(fā)布，手環(huán)手表這些產(chǎn)品是可穿戴設(shè)備市場的經(jīng)典傳統(tǒng)產(chǎn)品。同時(shí)我們還欣喜的看到Dialog低功耗藍(lán)牙芯片被采用到新的可穿戴產(chǎn)品上，比如西門子空氣質(zhì)量檢測儀，小巧精準(zhǔn)，可以方便放入口袋;小米公司聯(lián)合Oculus推出VR手柄;以及小米生態(tài)鏈公司發(fā)布的幾款智能牙刷等等。近期最火最吸引眼球的莫過于獵豹公司發(fā)布的“小豹翻譯棒”，該產(chǎn)品與同類產(chǎn)品相比，外觀更加小巧精致，待機(jī)時(shí)間更長，這些新的產(chǎn)品形態(tài)就是可穿戴產(chǎn)品新的市場拓展和新的應(yīng)用，所以我們認(rèn)為可穿戴設(shè)備市場未來會(huì)在為人們健康、出行、娛樂休閑等方面提供更加多樣化的產(chǎn)品。

　　承載這些可穿戴產(chǎn)品更加多樣化和優(yōu)異產(chǎn)品性能最重要的就是低功耗藍(lán)牙SoC的選擇，上面提到的這些產(chǎn)品對(duì)尺寸和待機(jī)時(shí)間都有苛刻的要求。Dialog作為低功耗藍(lán)牙技術(shù)的杰出供應(yīng)商，為可穿戴市場提供了非常優(yōu)秀的芯片選擇。Dialog用于可穿戴市場的低功耗藍(lán)牙SoC DA1468x系列不僅具有超低功耗的性能，同時(shí)還具有非常高的集成度：片內(nèi)集成高效率的電源管理單元，能在待機(jī)的情況下為外部傳感器提供電源輸出，同時(shí)片內(nèi)還集成了充電管理、電量監(jiān)測以及豐富的外設(shè)接口，這些都極大地方便客戶進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，減小了PCB尺寸并節(jié)約了成本。不僅如此，Dialog還在系統(tǒng)解決方案上著力，我們?cè)诮衲晁{(lán)牙亞洲大會(huì)(Bluetooth Asia)會(huì)議期間發(fā)布了基于Dialog 低功耗藍(lán)牙SoC的傳感器融合算法SmartFusion，為客戶快速推出產(chǎn)品助一臂之力。

　　小尺寸、超低功耗、高集成度，這些特性即將在Dialog為可穿戴市場推出的新一代超低功耗藍(lán)牙平臺(tái)上得到更新的詮釋!我們拭目以待。

可穿戴的連接器趨于微型化

　　運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)可以歸類為可穿戴設(shè)備，因?yàn)檫@類產(chǎn)品可以安裝到頭盔上，或者佩戴在手腕上或者衣服的物件上，同時(shí)捕捉到壯觀的運(yùn)動(dòng)視頻，在滑雪時(shí)。這一相對(duì)較新的市場正在經(jīng)歷著顯著的增長，增長的推動(dòng)力有可能來自于社交網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的普及，在這些站點(diǎn)上，可以與朋友們一起分享運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)所錄制下來的視頻和靜態(tài)影像。然而，這不僅僅是一個(gè)消費(fèi)市場。專業(yè)的電影和電視制作也在越來越多的使用運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)，此外還有安防和監(jiān)控領(lǐng)域。

　　運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的設(shè)計(jì)一直在不斷的演進(jìn)。盡管攝像機(jī)一般以 16:9 的長寬比來錄制影像，有幾個(gè)支持 360 度視頻拍攝的運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)現(xiàn)已進(jìn)入市場。由于這類攝像機(jī)采用了多個(gè)鏡頭，所得的視頻就必須在軟件中“拼接”到一起，而且有些型號(hào)現(xiàn)在能夠在攝像機(jī)內(nèi)完成這一工作。并且，運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的視頻分辨率一直在穩(wěn)步提升。市場上當(dāng)前至少有一種型號(hào)的運(yùn)動(dòng)相機(jī)拍攝的視頻分辨率可達(dá)5.2K。

　　運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)內(nèi)部電子元件的復(fù)雜性日益提高，需要向微型化的方向發(fā)展。Molex 設(shè)計(jì)出了 Pico-EZmate 超薄 1.2 毫米間距線對(duì)板連接系統(tǒng)，可在緊湊的外形內(nèi)提供穩(wěn)固的連接效果，同時(shí)提高了可靠性和裝配速度。

CEVA：可穿戴設(shè)備的語音控制與遠(yuǎn)程連接

　　在最初的浩大聲勢過后，可穿戴設(shè)備的市場正在走向成熟，某些可穿戴設(shè)備領(lǐng)域顯示出令人向往的愿景。通過健身腕帶或具有先進(jìn)生物識(shí)別功能的智能手表進(jìn)行健康追蹤的市場正在騰飛。此外，新的低功耗蜂窩標(biāo)準(zhǔn)可將這些設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)，而且不會(huì)像3G或LTE技術(shù)般，在幾小時(shí)內(nèi)耗盡電池壽命。另外，全新蜂窩技術(shù)將使兒童和老年人的個(gè)人安全可穿戴設(shè)備能夠在任何可接通無線網(wǎng)絡(luò)的地方進(jìn)行連網(wǎng)，并使設(shè)備能夠在充電后運(yùn)行長達(dá)一年時(shí)間。

　　CEVA提供了許多適用于可穿戴設(shè)備的技術(shù)，以短距離連接為例，且開發(fā)了藍(lán)牙和Wi-Fi技術(shù)，這些技術(shù)廣泛應(yīng)用于目前的各種可穿戴設(shè)備，許多客戶和OEM廠商均同時(shí)使用低功耗藍(lán)牙和雙模藍(lán)牙。

　　對(duì)于遠(yuǎn)程連接，CEVA公司針對(duì)全新低功耗、低數(shù)據(jù)速率蜂窩標(biāo)準(zhǔn)NB-IoT開發(fā)了全面的解決方案，可以部署在包括可穿戴設(shè)備的任何IoT設(shè)備中，將這些設(shè)備連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)。CEVA公司的Dragonfly NB2平臺(tái)為希望將NB-IoT集成到芯片設(shè)計(jì)中的客戶提供了結(jié)合基帶、RF和協(xié)議棧的完整解決方案。

　　對(duì)于通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻和多媒體流的可穿戴設(shè)備，新的Cat-M1標(biāo)準(zhǔn)專門為此設(shè)計(jì)。已經(jīng)有許多用戶利用CEVA DSP來開發(fā)部署采用這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的芯片產(chǎn)品。

　　可穿戴設(shè)備的另一個(gè)趨勢是添加語音作為接口，使得用戶在不必觸摸可穿戴設(shè)備的情況下控制設(shè)備功能，只需連接到Alexa或者其他語音助手。對(duì)于這些應(yīng)用，CEVA公司提供極低功耗TL410 DSP，它始終處于開啟狀態(tài)，可以監(jiān)聽喚醒設(shè)備的命令。CEVA還提供專門的CEVA-X2音頻/語音DSP，它帶有拾取語音和消除背景噪音功能，并確?？衫斫獾那逦Z音質(zhì)量，用于運(yùn)行需要這些特性的語音前端軟件。

TDK新技術(shù)輔助可穿戴產(chǎn)品

　　物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)期發(fā)展，以及海量無線連接的設(shè)備和傳感器的面市，都預(yù)示著可穿戴設(shè)備市場將呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長。短距離無線電傳輸技術(shù)的應(yīng)用將大幅拓展，特別是低能耗的藍(lán)牙 (BLE) 和WiFi技術(shù)?？纱┐鲬?yīng)用的典型應(yīng)用是智能手表，音頻耳機(jī)和耳塞，活動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、健身和健康跟蹤器，定位設(shè)備，醫(yī)療保健監(jiān)測設(shè)備，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用等，當(dāng)然以上只是少數(shù)代表性的示例，實(shí)際遠(yuǎn)不止于此。

　　TDK公司可為這些應(yīng)用提供各種解決方案和技術(shù)，特別是創(chuàng)新型傳感器解決方案、能源裝置和下一代電子元件，包括針對(duì)未來小型化和性能需求的先進(jìn)智能封裝技術(shù)。TDK公司擁有豐富的傳感器產(chǎn)品組合，包括先進(jìn)的MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器和麥克風(fēng)，可覆蓋從通用運(yùn)動(dòng)型傳感應(yīng)用到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用等。此外，公司還提供InvenSense定位庫 (IPL) 軟件，可輔助僅依賴全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (GNSS) 無法準(zhǔn)確定位的傳感器準(zhǔn)確定位。IPL結(jié)合了傳感器輔助定位算法，可通過慣性傳感器改善衛(wèi)星信號(hào)容易被多徑阻擋或扭曲的城區(qū)中的GNSS定位。如此一來，工作人員即便在“都市峽谷”里面行走也能實(shí)時(shí)獲得精確定位。即使用于挑戰(zhàn)性的工作環(huán)境，IPL也能連續(xù)、準(zhǔn)確地提供位置、速度和方向等信息。同時(shí)氣壓計(jì)的配合能檢測出任何你所在的樓層和高度。另外TDK公司提供了整體解決方案，除了硬件，TDK公司還有一些基礎(chǔ)算法，比如自動(dòng)識(shí)別走路，跑步，騎車的算法?？蛻艨梢杂肨DK公司的整體解決方案快速高效的制造出產(chǎn)品推向市場。

　　能源設(shè)備包括鋰離子電池、DC-DC轉(zhuǎn)換器、無線電力傳輸，以及CeraCharge?。后者是新推出的全球首款可充電、SMD兼容的固態(tài)陶瓷鋰離子電池，適合回流焊接工藝。相比于同尺寸的電容器，CeraCharge不僅能量容量是前者的1000倍，且結(jié)合了鋰離子電池的優(yōu)勢以及陶瓷多層元件的安全性和制造優(yōu)勢，不會(huì)出現(xiàn)泄漏、燃燒或爆炸現(xiàn)象。

　　CeraCharge可提供1812 [EIA]封裝尺寸(4.5 x 3.2 x 1.1mm)，目前標(biāo)稱電壓為1.4V，額定容量為100μAh，工作溫度為-20至+80 ℃。CeraCharge?的推薦應(yīng)用領(lǐng)域包括可穿戴設(shè)備的平滑電壓和電流的子電池，用作實(shí)時(shí)時(shí)鐘的備用電池或低功率應(yīng)用能量存儲(chǔ)方案。

　　TDK公司的下一代電子元件中有一項(xiàng)適合可穿戴設(shè)備的有趣技術(shù)——TDK的SESUB(半導(dǎo)體嵌入式基板)。SESUB是TDK公司的集成電路 (IC) 封裝和系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 技術(shù)之一。通過SESUB SiP技術(shù)，TDK公司能制作各種模塊，將IC嵌入基板中，而其余組件則安裝在基板頂部，從而可在不影響性能的前提下實(shí)現(xiàn)SESUB微型化的關(guān)鍵功能。與分布式解決方案相比，SESUB模塊能在印制電路板上節(jié)省大量的空間，因?yàn)镮C和周圍的被動(dòng)元件會(huì)在印制電路板上占據(jù)相同的空間尺寸。SESUB的其他主要功能還包括更好的散熱性能，更高的可靠性，以及更低的嵌入式IC芯片損耗和噪聲。此外，SESUB技術(shù)還可在基板中嵌入多個(gè)IC芯片。

　　TDK公司已開發(fā)出齊全的下一代電子元件產(chǎn)品組合，包括適用于可穿戴設(shè)備的觸覺反饋壓電執(zhí)行器、柔性太陽能電池、用于能量收集的元件EDLC(雙電層電容器)，以及用于醫(yī)療保健/可穿戴設(shè)備、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS)、藍(lán)牙和Wi-Fi芯片天線的RF和傳感器驅(qū)動(dòng)電源。

　　TDK公司致力于持續(xù)創(chuàng)新，不斷使用非傳統(tǒng)材料制造出具有更高性能的小型化元件，以滿足未來不斷變化的需求，是滿足客戶可穿戴設(shè)備硬件需求的“一站式服務(wù)”供應(yīng)商!

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　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第9期第8頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。