“可穿戴”设备是指人体可穿戴的微型电子产品，一般与现有配饰（如手表）集成或许取而代之。在物联网技能的支撑下，该细分商场正迅猛发展，因而关于更小型化、更直观的设备的需求也在快速进步。现在，智能手表、智能眼镜以及体育与健身活动跟踪器等体现出这一发展趋势。除了消费类商场之外，医疗职业也对身体状况与功用的监控设备有着更高的需求。
可穿戴设备中最重要的电子组件便是微控制器（MCU）。由于这些MCU不光需求尺度小，并且还需求履行更多功用，因而，集成成为了另一大要素。咱们将会在本文中讨论可穿戴电子体系的不同需求、怎么依据有关需求细分商场、典型可穿戴设备中的不同组件和MCU怎么满意相关需求。
可穿戴设备的需求
美丽：可穿戴设备需求时髦美丽，并且需求能够调配当时的时髦配饰，如装饰品、手表、眼镜等。美丽十分重要，以至于英特尔等半导体巨子都在一起髦职业携手打造时髦设备。
电容式接触感应技能是进步美感的要害技能。电容式用户界面需求支撑各种外形（包括曲面）、能够防液体，以及支撑厚的覆盖层感应等。赛普拉斯的CapSense和TrueTouch技能使此类需求变得切实可行。
尺度：如前所述，这种器材有必要做到尺度小，以便轻松集成到可穿戴设备。不过与此一起，设备还应当在相同空间集成更多功用。片上体系（SoC）和芯片级封装（CSP）等技能有助于缩小尺度。例如，赛普拉斯能够供给选用WLCSP等多种封装选项的可编程片上体系（PSoC）器材。
防水：可穿戴设备会被用户带到任何地方。因而，要害是这些设备的规划能够反抗环境条件，如水滴、湿气、汗液等。
功耗：由于可穿戴设备是由电池供电，因而下降其功耗存在特别应战。由于可穿戴设备大部分是监控设备，与其它移动设备不同的是，它需求一向翻开并且坚持衔接。例如，智能手表需求一向显现时刻，并经过蓝牙等无线方法衔接到手机，以便接纳提示；计步器需求一向核算步数并向手机使用陈述；相同，心率监控器需求一向供给监控和陈述。不过由于设备需求下降全体尺度，因而会从内涵约束电池容量。
这些设备需求以超低功率运转，以延伸电池使用寿命。此项需求对MCU与固件算法提出了特别要求。32位ARM架构是可穿戴设备常用的CPU技能，由于它能供给最佳性能与高能效。别的可规划选用ANT+、低功耗蓝牙（BLE）等无线技能完成低功耗。
无线通讯：无线衔接关于可穿戴设备而言十分重要，由于后者需求与一个或多个设备进行交互。依据类型和所供给的功用，此类设备需求支撑不同的无线协议，如Wi-Fi、ANT+、BLE、依据IEEE 802.15.4的专有协议等。一些设备需求支撑多种协议。例如某种腕表选用专有无线协议与心率监控胸带通讯，一起选用BLE与手机中的跑步使用进行通讯。
挑选恰当的使用处理器或微控制器
除了需求使用处理器的高档信息文娱设备之外，MCU能够充沛满意大多数可穿戴设备的需求。别的，最新MCU可在单个芯片中集成大部分功用。这对下降可穿戴设备的全体尺度和BOM本钱都具有重要作用。
举例来说，ARM cortex-M控制器能够驱动简略的腕带，可是智能手表需求选用使用处理器，以便运转Android等杂乱的操作体系。
如前所述，32位ARM处理器在可穿戴设备中十分受欢迎，由于其能够供给最佳性能与高能效。PSoC等现代控制器使用ARM架构的功用优势在单个芯片中集成了高档模仿和可编程数字功用，一起还选用ARM cortex-M内核等。
一些高档设备选用独立的协处理器把传感器数据处理工作从主处理器上搬运出来。之所以需求这么做是由于设备或许具有需求实时剖析以及CPU支撑的传感器数据负载。此功用称为“传感器集线器”或“传感器交融”。图1说明晰传感器集线器在可穿戴体系中的作用。
图1：传感器集线器在可穿戴体系中的作用。
操作体系：依据类型和所供给的功用，可穿戴设备或许需求、也或许不需求特定的操作体系。例如一个用于监测温度、选用3轴加快计丈量运动以及用单色段式LCD显现时刻的简略腕表能够运转轻量型RTOS，而用于扩展手机功用的智能手表需求运转Android等高档操作体系。一起，传感器集线器需求具有上下文感知算法的特别固件。
商场细分
正确的商场细分使规划人员能够开发适宜的产品，一起协助用户挑选最佳设备。表1依据设备功用列出了不同的细分商场。表格按细分商场的杂乱性自上而下添加。
表1：可穿戴设备的商场细分
可穿戴电子设备中的组件
图2给出了可穿戴体系的方框图，该体系包括了咱们前文所述的一切功用。
图2：可穿戴电子体系
依据所选用的主处理器的类型，能够在单个处理器芯片中集成更多的外设功用。举例来说，大部分的PSoC器材都能够轻松集成电容式感应功用，并且无需独自的接触控制器。相同，依据赛普拉斯Cortex M0的PSoC4集成了LCD驱动器。图3给出了智能手表的方框图，这是第一代可穿戴设备的典型比如。
图3：典型的智能手表体系
可穿戴设备的重要子体系是数据收集或传感器子体系。依据器材的类型，其或许是只要几个MEMS传感器的简略体系，也或许是选用专用传感器集线器衔接相关传感器的杂乱体系。MEMS传感器在用于监控人体各方位运动的健身和健康设备中发挥着要害作用。这些传感器又称为运动传感器。一切这些传感器都是经过I2C或SPI通讯接口供给数字式运动信息。此类传感器的示例包括3轴加快计、陀螺仪、磁力计和气压高度表。
模仿传感器广泛用于医疗保健设备中。此类传感器示例包括心率监控器、EEG等生物计量传感器。模仿传感器需求称为模仿前端（AFE）的特别组件。AFE包括运算放大器、滤波器和ADC，其用于将模仿信号调理并转换成数字信号，以便于CPU处理。该功用有时可与CPU集成（比方说PSoc的规划就使得其通讯功用能够直接用作传感器集线器）。
还有一个重要的子体系是用户界面（UI）体系。用户怎么与可穿戴设备交互是极其重要的考虑要素。为了最大极限地下降杂乱性，交互应当尽或许地直观。电容式接触感应是现在最直观的UI.依据相关使用的不同，能够选用多种方法完成%&&&&&%式UI，如接触屏、按键与滑条等。
LED、蜂鸣器和振荡电机等UI元件能够协助完成设备向用户供给的提示与反应。举例来说，如图3所示的智能手表规划衔接到手机，需求在有音讯时提示用户。
脉宽调制（PWM）对驱动这些元件的要害。PWM可用于完成调光等各种LED作用，并且还能供给完成触觉反应的各种振荡作用。如果在固件中完成，这些技能需求准确的守时和频频的CPU处理。因而，要害是挑选支撑硬件PWM的处理器/控制器。
