可穿戴电子体系的开展，不管生物计量、通讯仍是虚拟现实，都将嵌入式体系概念延伸到新的未知领域。把传感器和输出设备放到操作人员身上，产生了一个新词——电子人：人类和嵌入式体系的结合。
可穿戴体系为实践运用拓荒了新前景，需求从头展望嵌入式体系结构。以可黏贴或许可摄入方法所运用的传感器群彻底与传统的电源、接地和I/O衔接相阻隔。为完结细小体积以及近乎零功耗，小传感器群要支撑传统的本地信号处理、存储和无线互联，并且不限于此。这是规划师必需求处理的两难问题。
把体系分隔
处理可穿戴体系难题的一种方法是参照传统的嵌入式体系规划，这包含了传感器、致动器以及与用户身体衔接的显示屏等。在移动性、舒适性和可躲藏需求的推进下，需求把体系分隔。传感器、输出设备和核算资源在物理上互相分隔后，看一下体系体系结构会有什么改动。
作为一个比方，参阅智能眼镜的规划。为防止陈词滥调，咱们不评论咱们了解的消费类产品，而是看一下工业设备供货商XOEye规划的眼镜。这些眼镜用于元器材调查、库存处理、现场保护等活动。这一体系具有立体装置720线视频摄像机、语音输入，以及LED和语音输出，规划完结了以交互式方法协助人们完结某些预先界说好的使命。
XOEye首席技能官Jon Sharp解说说，这一眼镜搜集并剖析用户所看到的立体图画，增强了对元器材的分辩才能，不需求物理触摸或许丈量东西就能够丈量尺度和形状，在修理过程中与技能人员交互——“先调整左边的螺丝”，或许经过闪耀的赤色LED正告有或许呈现的安全损伤。“不要到那里去！”
这类规划传统的方法会运用装置在眼镜上的摄像机和麦克风，然后进行视频处理，方针辨认，经过背在后边的背包和电池树立无线通讯链路。对这一规划，传统的用户呼应是看一下背包，然后小心谨慎弯下腰去运用体系。
让咱们进入可穿戴技能这一概念。XOEye的方法是完结彻底自主的眼镜。这一方针很明显有空间和功耗约束。咱们不或许变魔术，这些约束迫使有必要长途完结某些核算，一般是在云端。可是对核算载荷进行区分也带来了新的规划难题。
树立链接
在物联网（IoT）上，把许多的核算使命移到云端并不是什么新概念。创想技能公司事务开发资深总监Chakra Parvathaneni指出，这种区分随运用而不同。他注意到，“家庭恒温调节器有许多本地处理使命，可是苹果的Siri简直都在云端。”
在XOEye的比方中，把使命移到云端意味着要么有满足的带宽来传送原始格局的两路视频流，要么在眼镜中实时完结视频紧缩。后者选用现有的媒体处理芯片是可行的，可是要有体积适宜的电池。可是，还有另一个问题。
Sharp提示说，“即便没有链接时，您也有必要坚持人机接口以及某些功用。例如，当您失掉WiFi衔接时，必定要实时辨认安全问题。”某些功用会要求必定程度的接连实时呼应—互联网远端的云核算是无法确保的。
这些问题要求进行本地处理，与眼镜的巨细、分量和功耗约束相对立。XOEye开始想选用MCU与加速器相结合的OMAP体系结构来处理这一问题。OMAP SoC能够处理传统的媒体处理使命，可是，Sharp感叹到，“无法完结实时立体测距。”因而，XOEye转向CPU加FPGA的方法，不管运用需求什么样的使命，他们都能够树立高能效的本地加速器。
智能集线器
即便作业条件能够确保与无线集线器的本地互联，从集线器经过互联网到云端的来回链路仍然会引进不行承受的不确定性。这是IoT所面对的结构难题之一。考虑到这些状况，假如要在可穿戴设备之外完结某些核算使命，那么，能够将其放在本地无线集线器上，而不是云端（图1）。当然，这就不能只运用商用WiFi集线器。
图1.可穿戴嵌入式体系成为智能集线器无线网络
在WiFi集线器中集成核算节点大幅度进步了体系规划的灵活性。相对而言，集线器在空间和功耗上一般不受约束，因而，您能够把一些核算和存储资源放在那里。短间隔WiFi链路能够供给牢靠的宽带、可猜测的延时衔接，支撑集线器参加要害操控或许人机接口循环，在这其间，意外的延时会带来问题。并且，集线器带有多使命CPU和相应的加速器，完结许多长途可穿戴设备的处理使命。
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智能射频
假如可穿戴设备比眼镜小许多，比方腕带，置入到鞋内的器材，以及大点的药丸等，那会怎样呢？没有满足的空间包容大电池，就无法支撑大功率，WiFi也就无法一向坚持接通。无线方法转向了蓝牙或许功耗极低的短间隔链路。集线器现在自身成为可穿戴设备，装在皮带上或许口袋里，与传感器在一米间隔内—假如只支撑近场无线链路，那就或许会十分近。而使命区分问题以很风趣的方法发生了改动。
一些难题反而促进了可穿戴设备的开展。至少要包含传感器、查询这些传感器的操控器，以及无线接口。细心的调整占空比，细小电池能够支撑这些负载——低能耗设备。可是，现在把核算放在哪里呢？
传感器和榜首级传感器处理之间的带宽成为很大的问题。无线链路能够实时承载来自传感器的原始数据流吗？假如不能，能否把一些能耗花在进步链路带宽，或许传感器的本地处理上？假如体系用户模型改动了，答案会不同吗？
处理这一问题的一种途径是从头考虑射频。规划人员倾向于在无线接口中放置基带处理器，作为抗干扰黑盒。可是，创想技能公司的Parvathaneni主张深化了解其内部。例如，创想技能公司有一系列射频处理单元（RPU）基带处理器子体系，让体系规划人员在两方面愈加自在。
Parvathaneni说，在内部，Ensigma RPU （图2）包含了通用MIPS CPU内核，由一组特别加速器供给支撑。因而，功用是软件界说的，用户能够经过修正代码来改动射频空中接口。这是一方面的自在，您能够调整基带所耗费的功率，以匹配特定无线链路的带宽和间隔要求。Parvathaneni还解说说：“在许多状况下，空中接口为主使命的MIPS内核留下了空间。”因而，体系规划人员能够挑选空中接口标准，然后，将一组处理使命装入到RPU中，不必改动硬件规划，随时能够进行，以应对可穿戴体系作业形式的改动。在某些状况下，这种灵活性防止了在传感器所在地选用MCU或许紧缩引擎。
图2.创想技能公司的Ensigma Whisper完结了可编程基带处理器以及MIPS内核和一组低功耗加速器
不限于射频的无线
可穿戴传感器越来越小，越来越轻，简直是一次性的，因而，支撑空中接口的硬件和能耗等问题越来越重要。对此，IP创业公司Epic半导体提出了很风趣的主张，无线链路不选用射频，而是其他的。据Epic的CTO，Wolf Richter，方法是选用电场。
Epic出于三种不同意图而开发了一种运用外部电极的技能——小型的导体片或许导体箔。首要，电路从周围电场取得能量。在三到五秒内，设备能够搜集满足的能量，为5 mW负载供电一段时间。Richter举了一个比方，包含在运行速率是3 MHz的ARM Cortex-M0上执行使命，从头写入15V电子墨水非易失显示屏，或许时间短的激活30V印刷电路。
其次，Epic知识产权（IP）能够检测到调制电场的任何物理现象，就像一个典型的%&&&&&%传感器。Richter说，例如，设备能够检测到大约三米邻近呈现的人。其他较一般的运用包含丈量邻近物体外表的介质常数——体系能够从中揣度出生物体的温度、脉息和肌肉活动。或许，在彻底不同的环境中，传感器能够从介质常数的改动来揣度出包装好的肉类外表的糜烂程度。
最终，这一技能在双向信号上能够运用相同的电极，经过监督并调制电极上的电场，完结无射频近场通讯。这样，一个0.25 mm2硅片能够为智能外表、贴片或许某些相似的介质供给电源、传感和互联功用。
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