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用蓝牙及ARM® Cortex®微控制器打造穿戴式产品

1 蓝牙低功耗技术低功耗无线连网功能,是穿戴式技术发展过程中一大要素。不论是活动追踪器等相对简单的单一传感器穿戴式产品,或是内建平视显示器以显示GPS/地图与距离/速度数据的滑雪护目镜等整

  1 蓝牙低功耗技能

  低功耗无线连网功用,是穿戴式技能发展过程中一大要素。不管是活动追寻器等相对简略的单一传感器穿戴式产品,或是内建平视显现器以显现GPS/地图与间隔/速度数据的滑雪护目镜等整合了许多环境传感器数据的高端产品,蓝牙低功耗技能(Bluetooth LE,或依Bluetooch SIG命名为蓝牙智能﹝Bluetooth Smart﹞)都是穿戴式科技许多元素中的重要一环。

  尽管仍是有其他无线技能参加竞赛,蓝牙低功耗仍具有成为主流连网技能标准的条件。低功耗的特性,让穿戴式产品只须小小一个钮扣电池就能接连运作数周、数月乃至数年之久。此外,蓝牙低功耗技能已获各种新款智能手机与平板所选用。现在一切穿戴式产品都是所谓的智能配件(appcessory),能透过蓝牙链接智能手机或平板所履行的应用程序,并借用该设备的用户接口或显现器。该应用程序八成也能链接因特网,让穿戴式产品变身物联网设备。

  蓝牙低功耗设备选用的是蓝牙4.0中心标准(Bluetooth Core Specification Version 4.0)。具有共同的低推迟封包格局(联机设定与数据传输最快可在3分钟内完结),蓝牙4.0中心标准专为少数数据的丛发(burst)所规划,不管在尖峰、一般或休眠形式下均可到达超低功耗。

  只建置了低功耗功用的产品,称为单一形式设备。一起具有低功耗功用以及增强数据率(EDR)的传统蓝牙形式,则称为双形式设备或Smart Ready。依据Bluetooth SIG推估,选用iOS、Android或Windows等各类操作系统的蓝牙功用智能手机傍边,有90%将在2018年曾经进入Smart Ready形式。

  2 低功耗微操控器

  穿戴式产品规划的要害之一,在于选用小型高效率(效能/功耗)低功耗微操控器。可以不时连网、永不断线的处理器便是其间一个要害元素,以因应加快器或陀螺仪等动态传感器,或是压力、温度感应组件之类的环境传感器。当规划中包括多种传感器,处理器要能交融一切传感器数据,为用户供给质量更佳且更精确的信息。相同重要的是,这种方法能下降数据送至云端的数量。 ARM Cortex-M3处理器现已证实为这类产品规划的最佳挑选之一。

  ARM Cortex-M系列为抢先业界的32位处理器中心产品,有超低功耗的Cortex-M0+,也有最尖端的Cortex-M4处理器,不光具有数字信号操控所须的高效率信号处理功用,还能加快履行单指令多数据(SIMD)。 Cortex-M系列已获全球各大半导体厂应用于各种通用型微操控器。不过现在有许多穿戴式产品都选用弹性超高的Cortex-M3,因为这款处理器只须极低功耗就能供给优化效能与程序代码密度。事实上,因为选用Cortex-M3的微操控器适当遍及且价格极具本钱竞赛力,已使得Cortex-M3在商场中无所不在,对开发人员来说极具吸引力。像意法半导体STM32微操控器系列便选用Cortex-M3,已广泛应用于Fitbit Flex活动追寻器、Pebble 智能手表等多款穿戴式产品。

  内建Cortex-M0与Cortex-M0+中心的微操控器不只功耗超低效能极高,还能针对产品体积与整合供给开发人员各种优势。飞思卡尔(Freescale)Kinetis KL03微操控器便是一个很好的比如,声称全球内建ARM中心的微操控器中体积最小者。这款微操控器内建48MHz Cortex-M0+处理器,选用超小型1.6 x 2.0mm2芯片级封装(CSP)。依据飞思卡尔表明,KL03所需印刷电路板面积减少了36%,通用型输入输出(GPIO)却比功能最接近的微操控器高出60%。

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