智能手表系统设计剖析

2013-09-30 08:37:50来源: CTIMES 关键字:智能手表
    穿戴式电子,尤其是智慧型手表正逐渐受到重视,已经有诸多国际大厂、新兴业者投入发展,但目前仍在前期阶段,因而百家争鸣,各种设计方式、实现手法都有,且差异极大。对此,本文以处理器、储存资源、电池、充电等设计方式来做一剖析。


附图 : 智慧手表纷纷上市,硬体规格是各有一套作法。(图:WIMM Labs) BigPic:516x338
单核32位元Cortex-M为主

先说明处理器,处理器可以从最低阶的单核16位元微控制器,到最高阶的双核32位元处理器皆有。如MetaWatch公司的Meta Watch表即使用德州仪器(TI)的MSP430微控制器,为德州仪器的专属16位元架构微控制器。

又如Omate的TrueSmart表使用联发科(MTK)的MT6572,内部为2个Cortex-A7执行核心,时脉高达1GHz。另外也有异质双核的作法,如AGENT表使用一颗Cortex-M4处理器,但又有一个辅助的Atmel AVR系列微控制器,以此强调有更佳、更智慧的功耗管理控制。

虽然从单核16位元到双核32位元皆有,但多数的智慧表多采行单核32位元,且以Cortex-M系列较多,仅少数使用Cortex-A系列(如Omate的TruSmart表或Samsung Galaxy Gear表)。

储存资源:128KB – 32GB

处理器迥异,连带的记忆体与储存资源也是天壤地别,记忆体可以只有128KB,也可以高到4GB;储存可以只有1MB,也可以高到有32GB(如WIMM Labs的WIMM One表,该团队日前已被Google收并),甚至可用Micro-SD记忆卡来扩展延伸记忆、储存空间。

电池设计各派皆有

处理器是最核心的,而最末微的电池,目前也是各派各流都有,最简单的电池设计是直接采用今日常用的标准钮扣电池,例如ConnecteDevice公司的COOKOO表便使用CR2032锂电池

若不用标准钮扣电池,只能使用锂聚合物电池,目前不同的智慧表电容量不一,低可以低到100mAh(如Sony LiveView表),中可以到258mAh(如Motorola MOTOACTV表,高可以到315mAh(如Samsung Galaxy Gear)。

无线充电极具优势

除电池电量的差异外,充电方式也各有不同,一般而言采行与智慧型手机相同的方式,即标准的Micro-USB介面充电。不过,偏偏有业者为了让手表防水,所以采行特殊的连接器,但本质仍是Micro-USB,如Pebble公司的Pebble表即是如此,同时还加入磁吸连接效果。

另也有全然不采行USB技术的业者,如Meta Watch表就采行特殊的夹子型充电器,该夹子(连接器)也是智慧表与电脑或外部沟通联系的传输介面,但采行的是Spy-Bi-Wire,是一种串列式的JTAG传输协定,采行此种特殊传输协定的原因无他,因为Meta Watch表使用的微处理器是TI MSP430,该处理器支援该协定,甚至该协定即是为该微控制器发展的。

另外也有业者不采行实际接触的充电方式,而是用非接触式的无线感应充电,如AGENT表即采行WPC(Wireless Power Consortium)所订立的无线充电标准Qi(中文:气)。

今日已有许多智慧型手机采行Qi的无线充电标准,如Nokia的Lumia系列智慧型手机,Google的Nexus 4智慧型手机、Nexus 7平板(第二代才有),Samsung的Galaxy S3/S4智慧型手机,或结合手写平板功效的Galaxy Note 2等。

若Qi标准的充电底座能日益普及,底座不仅可以帮手机充电,也可以帮平板、智慧表充电,如此买智慧表者可能不再需要买充电的连接线,数据传输则改用蓝牙,使无线充电座的整体价值(综效)提升。

当然,除Qi外,另2个主要的无线充电阵营与标准(PMA、A4WP)亦可能受智慧表业者青睐,并积极延伸布局、卡位。由此看来,采行不同的充电方式似乎均有其考量与理由,钮扣电池可临时去便利店买来换装、Micro-USB最普遍、防水也是必须、特殊夹子较配合表内的微控制器、无线充电具未来综效可能性…。

表带设计

除处理器与电池外,就连表带也是一堆不同设计考量,如与表芯合一设计,或可更换不同颜色的表带,可更换标准的24mm宽度的表带,表带可以是皮的、矽胶的、不锈钢的等等,再加上ATM标准(如3ATM、5ATM)、IP标准(如IP57、IP58)的防水设计等,看来智慧表的设计发展仍有段磨练期要走。

关键字:智能手表

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0930/article_26259.html
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