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彻底摆脱智能手表续航差的魔咒

作者:时间:2018-09-04来源:网络收藏

可穿戴设备的热度居高不下,前有Moto  Actv这样的先驱,后又在众筹平台大热的Pebble,众多厂商随后也相继推出了自家的产品,有三星这样的国际大厂,也有国内的酷派华为等。然而,这些产品无论其用户体验如何,却都面临着相似的技术性问题:功耗的居高不下,以及续航时间过短。先看下面的表格:

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201809/388421.htm

虽然这些产品之中,Pebbel的续航相对比较优秀,能够坚持5到7天,其余的大部分机型也就两三天的续航时间,甚至是一天一充的节奏。导致这种窘境的原因有三,一是设备体积限制,无法配备大容量电池,或者说是电池技术发展的滞后,二是芯片架构和制程工艺,三是内嵌系统的适配问题。

电池技术在长久以来一直处于止步不前的状态

不仅是可穿戴设备,就连主流的智能手机也不得不通过增大电池容量的方式来延长设备续航时间。虽说会时不时有一些听起来神乎其神的电池技术涌现,如锂氟化碳(CFx)电池,直接通过身体供热发电的体热发电机,它们往往都号称会彻底改变可穿戴设备续航时间短的问题,只是实验室研究到投入商用要花上至少一两年甚至更长的时间,理想虽美好,但却于事无补。当然了,这一类科技还是值得期待的。

芯片架构和制程工艺

国内厂商普遍采用的君正JZ4775处理器,峰值功耗在200mW,但65nm的芯片工艺导致产品封装体积变大,。君正芯片在国内还是占有不少的市场份额,并已经计划采用更先进的40nm工艺,只是与现在主流的28nm工艺还存在不小的差距。余下的几款多采用平板或手机级处理器,主频上的限制和软件上的功耗控制终归无法解决根本性的问题。设备厂商在上集成了太多的功能,甚至照搬智能手机的设计,低功耗的Cortex  M3架构无法保证系统的流畅运行,于是只能牺牲了。

系统过于臃肿

多数机型都是根据现有的Android系统进行精简定制,本来就不合身的衣服再怎么改也是不合身的。只是多数厂商都没有耐心等到Android  Wear的正式发布,也没有技术和精力耐下心来专门开发一款专用的系统,Pebble在这一点上的表现更值得认可,直接的结果便是Pebble手表的续航表现出类拔萃长达5到7天。

不仅是智能手表,可穿戴设备的真正大众化还有很长的路要走,而芯片厂商也开始发力低功耗芯片的研发和投产,英特尔的Edison平台,博通的 BCM4771  GNSS SoC.此外,高通和三星在2014年4月份,1700万美元投资可穿戴芯片制造商Ineda.低功耗SoC马上迎来大爆发。

低功耗可穿戴技术:低功耗与传感技术成为核心

穿戴式装置的元件-CPU、

当今高阶手持式装置的CPU(处理器),已经迈向八核心的里程碑,处理速度更快。然为了减少感测器在全天候侦测、搜集与处理上的电能消耗,许多产品已开始搭配(微控制器),来担任动作感应专用的协同处理器(Motion  Co-processor)。

在穿戴式装置的应用上,大多采用Sensor Hub ,亦即采用ARM Cortex  M系列的MCU来当主要控制器,以达到高效能、低耗电的目的。例如Fitbit智慧手环,便是采用ST的STM32L151C6  Cortex-M3低功耗16位元32MHz MCU、Jawbone UP智慧手环采用TI的MSP430F5528 16位元25MHz  MCU。而Pebble智慧手表采用ST的STM32F205RE Cortex-M3架构的32位元120MHz MCU、Sony SmartWatch  SW2也采用ST MCU,时脉为180MHz。

国内的智器和果壳电子的2款手表都是采用的君正解决方案。今年,北京君正推超低功耗Newton平台,全新的 Newton 平台基于支持Android  的MIPS 架构,由Ingenic 生产,配备了功耗不大的JZ4775 CPU,提供至少 30  小时续航。Newton低功耗平台势必成为君正在可穿戴与物联网烽火遍地的战场中的重要制胜武器。

至于Samsung的Galaxy Gear智慧手表,仍采用自家Exynos  800MHz单核CPU来做感测运算处理,可惜搭配的电池容量太小,连续使用25小时就要充电,虽效能强、但持续力不佳,市场反应冷淡。因此,Samsung在MWC发表的Gear  2家族,采用MCU设计,使用时间可达2~3天。由此可见,为了功耗与增加电池寿命,未来将会有更多穿戴式产品改用MCU来当主要处理器。

穿戴式装置的元件-MEMS、Sensor

在感测器方面,穿戴式装置目前配置的基本三个体感/动态感测元件,就是电子罗盘(magnetometer)、三轴陀螺仪(gyroscope)、三轴加速器(accelerometer),可以用来计步、侦测心跳、生理追踪等等。

在软体技术方面,已有许多厂商开发出自家专利的演算法,应用在各穿戴式应用的软硬体产品。如Nike+ Running App(跑步训练程式)、Jawbone  Up、Fitbit系列手环,便是采用FullPower公司的MotionX技术。



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