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可穿戴設備高端化發展,MCU如何迭代適配市場需求

Monika觀察 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:莫婷婷 ? 2023-05-09 01:11 ? 次閱讀


電子發燒友網報道(文/莫婷婷)近年來,隨著可穿戴設備向高端應用發展,更多的MCU被整合到系統中,這些MCU通常可能包括負責應用邏輯和控制的MCU、負責傳感器數據集中的 MCU 以及負責 BLE無線連接的MCU 等,同時系統還需要具備獨立的電源管理芯片給這些MCU供電

在需求之下,技術挑戰也隨之出現,由于物聯網應用的復雜程度越來越高,產品的尺寸越來越小,續航的要求越來越長,傳統的多芯片的方案往往可能難以滿足設計要求。為了解決這些問題,MCU的設計需要重新考量。

目前,業內多家上游廠商都針對性推出低功耗MCU,其中ADI通過單一芯片就集成傳統上多片MCU,內置電源管理模塊,從而達到延長電池壽命的目的。例如ADI 推出的MAX32650,采用90 nm工藝,集成了具有浮點運算單元的Cortex-M4,具有3MB Flash和1MB SRAM,適用于電池供電應用,最典型的案例就是應用在智能手表上。

由于智能手表在具備傳統的計時定時功能的基礎之上,還要求具備一定的健康監測甚至是環境監測的功能,比如說像心率、血氧、氣壓、海拔等等,這就要求系統需要裝備更多的外圍傳感器,同時也意味著更多的數據存儲要求。

ADI公司中國技術支持中心高級應用工程師辛毅介紹,MAX32650集成的存儲器極具競爭力,使得器件可以通過高效的操作就能夠管理更多的數據,在支持醫療或者是可穿戴應用的同時不會耗盡代碼的空間。“可以說目前在同行業的市場上也很難找到這樣大存儲空間的低功耗的MCU 產品。”

另一方面,除了數據存儲需求,高端化智能穿戴設備還會在主控中集成光學傳感器、體表溫度傳感器和電化學傳感器等多種傳感器,從而實現實時監測個人身體健康狀況。目前,健康監測功能已經逐漸成為可穿戴設備的標配功能。在終端設備上,具備健康監測功能的可穿戴設備包括智能手表、智能手環、TWS耳機、智能衣服等。對于MCU來說,豐富功能的實現需要裝備更多的外圍傳感器。

為此ADI推出的MAX 32660,該產品具備多個資源,可以更好地控制傳感器,并且實現通信。該產品被應用在具備心率監測的TWS耳機上。需要注意的是,由于TWS 耳機取消了耳機線和耳機插口,因此要在極小的空間尺寸下內置電池、電源管理模塊、MCU、音頻器件、傳感器等等元器件,對元器件小型化的需求更加迫切,為了適配TWS耳機的小空間環境,MAX 32660的尺寸僅為1.6mm*1.6mm。

當前,可穿戴設備種類不斷豐富,除了智能手表、TWS耳機之外,智能頭盔也是其中的細分產品。智能頭盔的應用場景是:需要電池供電,又需要調用包括關鍵字拾取、語音控制等AI功能。AI MCU應運而生,并在此發揮出了關鍵價值。

AI MCU可以在邊緣也就是設備本地運行AI,而不是依賴云端運行AI,因此具備速度快、不需要外部存儲、時鐘控制靈活和超低功耗等四大特色。適用于需要使用電池供電、需要及時決策的可穿戴設備。
辛毅介紹,ADI推出的AI MCU MAX7800 X方案基于 ARM Cortex-M4和RISC-V處理器,集成CNN加速器,具備更高的數據吞吐量,速度提高了100 倍。且該方案可以在功耗、速度、成本這三個方面達成最優的平衡,其中成本還能低于 FPGAGPU解決方案。

可以看到,在智能穿戴設備的功能越來越多,性能也越來越強的需求下,MCU作為關鍵元器件也在不斷迭代,不管是低功耗MCU還是AI MCU,未來隨著需求的進一步提高,其技術還會迎來新的迭代。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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