元器件在可穿戴产品中运用的流行趋势

可穿戴医疗需要紧凑、无线连接和无线充电方案

　　目前可穿戴种类繁多,能够给大众带来实质性的便利和意义的产品都是有市场需求，其商业市场肯定有一定的生存空间,随着人们经济基础和教育水平的提升，人们对带有身体健康指标的可穿戴产品日益需求旺盛，通过日常身体参数的采集，进行大数据分析从而给出建设性意见，也从而循序渐进改善的健身,睡眠,饮食等各个关系到身体健康因素。

　　针对日常生活中需要用到的可穿戴产品的特点就是需要“可穿戴”体积要小;“日常生活中”要求实用，功耗要低，同时带有无线联接等这类特点。安森美半导体在医疗行业积累了30多年的经验，把以前专业的医疗继续衍生到目前可穿戴医疗行业，这种革新让这种可穿戴医疗产品更具备专业性，专业的“Struix”技术可以让产品方案的体积更紧凑、功能多样化。同时利用多年的技术经验和工艺，设计出领先的超低功耗蓝牙SoC方案RSL10，从而解决市场功耗的瓶颈。此外安森美半导体根据可穿戴产品的特点，设计出专门针对可穿戴产品的充电方案HPM10，从另外一个层面解决了低功耗的需求。

超低功耗蓝牙产品正被广泛采用

　　今年以来我们高兴地看到又一批基于Dialog 超低功耗蓝牙平台的可穿戴产品陆续面市，不仅有新一代靓丽的小米手环3，青春米动手环手表的发布，手环手表这些产品是可穿戴设备市场的经典传统产品。同时我们还欣喜的看到Dialog低功耗蓝牙芯片被采用到新的可穿戴产品上，比如西门子空气质量检测仪，小巧精准，可以方便放入口袋;小米公司联合Oculus推出VR手柄;以及小米生态链公司发布的几款智能牙刷等等。近期最火最吸引眼球的莫过于猎豹公司发布的“小豹翻译棒”，该产品与同类产品相比，外观更加小巧精致，待机时间更长，这些新的产品形态就是可穿戴产品新的市场拓展和新的应用，所以我们认为可穿戴设备市场未来会在为人们健康、出行、娱乐休闲等方面提供更加多样化的产品。

　　承载这些可穿戴产品更加多样化和优异产品性能最重要的就是低功耗蓝牙SoC的选择，上面提到的这些产品对尺寸和待机时间都有苛刻的要求。Dialog作为低功耗蓝牙技术的杰出供应商，为可穿戴市场提供了非常优秀的芯片选择。Dialog用于可穿戴市场的低功耗蓝牙SoC DA1468x系列不仅具有超低功耗的性能，同时还具有非常高的集成度：片内集成高效率的电源管理单元，能在待机的情况下为外部传感器提供电源输出，同时片内还集成了充电管理、电量监测以及丰富的外设接口，这些都极大地方便客户进行产品设计，减小了PCB尺寸并节约了成本。不仅如此，Dialog还在系统解决方案上着力，我们在今年蓝牙亚洲大会(Bluetooth Asia)会议期间发布了基于Dialog 低功耗蓝牙SoC的传感器融合算法SmartFusion，为客户快速推出产品助一臂之力。

　　小尺寸、超低功耗、高集成度，这些特性即将在Dialog为可穿戴市场推出的新一代超低功耗蓝牙平台上得到更新的诠释!我们拭目以待。

可穿戴的连接器趋于微型化

　　运动摄像机可以归类为可穿戴设备，因为这类产品可以安装到头盔上，或者佩戴在手腕上或者衣服的物件上，同时捕捉到壮观的运动视频，在滑雪时。这一相对较新的市场正在经历着显著的增长，增长的推动力有可能来自于社交网络站点的普及，在这些站点上，可以与朋友们一起分享运动摄像机所录制下来的视频和静态影像。然而，这不仅仅是一个消费市场。专业的电影和电视制作也在越来越多的使用运动摄像机，此外还有安防和监控领域。

　　运动摄像机的设计一直在不断的演进。尽管摄像机一般以 16:9 的长宽比来录制影像，有几个支持 360 度视频拍摄的运动摄像机现已进入市场。由于这类摄像机采用了多个镜头，所得的视频就必须在软件中“拼接”到一起，而且有些型号现在能够在摄像机内完成这一工作。并且，运动摄像机的视频分辨率一直在稳步提升。市场上当前至少有一种型号的运动相机拍摄的视频分辨率可达5.2K。

　　运动摄像机内部电子元件的复杂性日益提高，需要向微型化的方向发展。Molex 设计出了 Pico-EZmate 超薄 1.2 毫米间距线对板连接系统，可在紧凑的外形内提供稳固的连接效果，同时提高了可靠性和装配速度。

CEVA：可穿戴设备的语音控制与远程连接

　　在最初的浩大声势过后，可穿戴设备的市场正在走向成熟，某些可穿戴设备领域显示出令人向往的愿景。通过健身腕带或具有先进生物识别功能的智能手表进行健康追踪的市场正在腾飞。此外，新的低功耗蜂窝标准可将这些设备连接到无线网络，而且不会像3G或LTE技术般，在几小时内耗尽电池寿命。另外，全新蜂窝技术将使儿童和老年人的个人安全可穿戴设备能够在任何可接通无线网络的地方进行连网，并使设备能够在充电后运行长达一年时间。

　　CEVA提供了许多适用于可穿戴设备的技术，以短距离连接为例，且开发了蓝牙和Wi-Fi技术，这些技术广泛应用于目前的各种可穿戴设备，许多客户和OEM厂商均同时使用低功耗蓝牙和双模蓝牙。

　　对于远程连接，CEVA公司针对全新低功耗、低数据速率蜂窝标准NB-IoT开发了全面的解决方案，可以部署在包括可穿戴设备的任何IoT设备中，将这些设备连接到蜂窝网络。CEVA公司的Dragonfly NB2平台为希望将NB-IoT集成到芯片设计中的客户提供了结合基带、RF和协议栈的完整解决方案。

　　对于通过蜂窝网络传输音频和多媒体流的可穿戴设备，新的Cat-M1标准专门为此设计。已经有许多用户利用CEVA DSP来开发部署采用这项标准的芯片产品。

　　可穿戴设备的另一个趋势是添加语音作为接口，使得用户在不必触摸可穿戴设备的情况下控制设备功能，只需连接到Alexa或者其他语音助手。对于这些应用，CEVA公司提供极低功耗TL410 DSP，它始终处于开启状态，可以监听唤醒设备的命令。CEVA还提供专门的CEVA-X2音频/语音DSP，它带有拾取语音和消除背景噪音功能，并确保可理解的清晰语音质量，用于运行需要这些特性的语音前端软件。

TDK新技术辅助可穿戴产品

　　物联网的预期发展，以及海量无线连接的设备和传感器的面市，都预示着可穿戴设备市场将呈现爆发式的增长。短距离无线电传输技术的应用将大幅拓展，特别是低能耗的蓝牙 (BLE) 和WiFi技术。可穿戴应用的典型应用是智能手表，音频耳机和耳塞，活动、运动、健身和健康跟踪器，定位设备，医疗保健监测设备，增强现实应用，虚拟现实应用等，当然以上只是少数代表性的示例，实际远不止于此。

　　TDK公司可为这些应用提供各种解决方案和技术，特别是创新型传感器解决方案、能源装置和下一代电子元件，包括针对未来小型化和性能需求的先进智能封装技术。TDK公司拥有丰富的传感器产品组合，包括先进的MEMS运动传感器和麦克风，可覆盖从通用运动型传感应用到增强现实和虚拟现实应用等。此外，公司还提供InvenSense定位库 (IPL) 软件，可辅助仅依赖全球卫星导航系统 (GNSS) 无法准确定位的传感器准确定位。IPL结合了传感器辅助定位算法，可通过惯性传感器改善卫星信号容易被多径阻挡或扭曲的城区中的GNSS定位。如此一来，工作人员即便在“都市峡谷”里面行走也能实时获得精确定位。即使用于挑战性的工作环境，IPL也能连续、准确地提供位置、速度和方向等信息。同时气压计的配合能检测出任何你所在的楼层和高度。另外TDK公司提供了整体解决方案，除了硬件，TDK公司还有一些基础算法，比如自动识别走路，跑步，骑车的算法。客户可以用TDK公司的整体解决方案快速高效的制造出产品推向市场。

　　能源设备包括锂离子电池、DC-DC转换器、无线电力传输，以及CeraCharge™。后者是新推出的全球首款可充电、SMD兼容的固态陶瓷锂离子电池，适合回流焊接工艺。相比于同尺寸的电容器，CeraCharge不仅能量容量是前者的1000倍，且结合了锂离子电池的优势以及陶瓷多层元件的安全性和制造优势，不会出现泄漏、燃烧或爆炸现象。

　　CeraCharge可提供1812 [EIA]封装尺寸(4.5 x 3.2 x 1.1mm)，目前标称电压为1.4V，额定容量为100μAh，工作温度为-20至+80 ℃。CeraCharge™的推荐应用领域包括可穿戴设备的平滑电压和电流的子电池，用作实时时钟的备用电池或低功率应用能量存储方案。

　　TDK公司的下一代电子元件中有一项适合可穿戴设备的有趣技术——TDK的SESUB(半导体嵌入式基板)。SESUB是TDK公司的集成电路 (IC) 封装和系统级封装 (SiP) 技术之一。通过SESUB SiP技术，TDK公司能制作各种模块，将IC嵌入基板中，而其余组件则安装在基板顶部，从而可在不影响性能的前提下实现SESUB微型化的关键功能。与分布式解决方案相比，SESUB模块能在印制电路板上节省大量的空间，因为IC和周围的被动元件会在印制电路板上占据相同的空间尺寸。SESUB的其他主要功能还包括更好的散热性能，更高的可靠性，以及更低的嵌入式IC芯片损耗和噪声。此外，SESUB技术还可在基板中嵌入多个IC芯片。

　　TDK公司已开发出齐全的下一代电子元件产品组合，包括适用于可穿戴设备的触觉反馈压电执行器、柔性太阳能电池、用于能量收集的元件EDLC(双电层电容器)，以及用于医疗保健/可穿戴设备、全球导航卫星系统 (GNSS)、蓝牙和Wi-Fi芯片天线的RF和传感器驱动电源。

　　TDK公司致力于持续创新，不断使用非传统材料制造出具有更高性能的小型化元件，以满足未来不断变化的需求，是满足客户可穿戴设备硬件需求的“一站式服务”供应商!

　　参考文献：

　　[1] 王莹.发展半导体产业必须长期艰苦奋斗[J],电子产品世界，2018(5);1-2

　　[2] 王莹,王金旺.解读智能可穿戴的技术困境与重生之门[J],电子产品世界，2017(9);14-20

　　[3] 汪丰，高帅锋，薛诗静. 基于体感网的可穿戴运动监测系统[J],电子产品世界，2015(1);64-67

　　[4] 高芳，赵志耘，张旭，等. 基于专利的全球可穿戴设备竞争态势分析[J],电子产品世界，2015(7);25-27

　　本文来源于《电子产品世界》2018年第9期第8页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。