12月5日,IDC最新發布的報告顯示,2016年第三季度,全球可穿戴市場延續疲軟,整體銷量2300萬只,保持3.1%的微弱增長。在整體市場的前五席里,智能手表Apple Watch銷量同比大跌71%。而另外四家則為手環廠商,呈現了較高的增長。
盡管如此,據報道稱,可穿戴設備在CES 2017大展上,可穿戴設備將無處不在。運動追蹤系統、智能手表、心率監測儀和頭盔都將亮相本次大展。屆時將出現一些能夠推動健康技術行業發展的新技術或新產品。
我們知道,一款新產品的誕生,需要經過幾個階段:首先進行原型設計,驗證基本功能,之后進行外觀設計及測試,最后進行優化設計,規模量產。為了進一步加快產品開發者從想法到產品的實現,從功能原型到外觀設計的落地,近幾年各大半導體廠商也在積極的推出可穿戴開發平臺。下面我們一起盤點一下那些主流可穿戴設備芯片開發平臺。
1、Dialog公司最低功耗的12自由度藍牙智能傳感器開發平臺
Dialog 半導體公司推出的用于物聯網應用的全球最低功耗和最小尺寸12自由度(DoF)無線智能傳感器開發平臺套件,將Dialog的DA14583 SmartBond?藍牙智能SoC與Bosch Sensortec的陀螺儀、加速計、磁強計和環境傳感器整合于16mm x 15mm的微型印刷電路板上。該電路板做成外面包有塑料殼的dongle形式,典型電流消耗在傳輸傳感器數據時僅為1.3mA,在廣播模式下低于 110μA,在省電模式下低于11μA。
該新開發平臺可加快用于可穿戴設備、虛擬現實、3D室內地圖及導航、遙控裝置和許多其他基于物聯網傳感器的應用的環境及運動傳感器模塊的開發上市速度。它能傳輸原始傳感器數據和以四元數形式輸出設備的絕對實際方位。
配套的軟件開發工具包(SKD)包括Dialog的用于數據采集、自動校準和傳感器數據融合的智能傳感器庫SmartFusion?,并運行于 DA14583 Cortex M0處理器之上。
具有12個自由度(DoF)的傳感器可將位置和運動感測信息與磁場和周圍環境數據結合起來,提供對人類活動的最佳跟蹤效果。Dialog的傳感器開發工具包還能用于9軸系統應用的開發。開發工具包中的博世傳感器有BMI160 6軸慣性測量單元、BMM1503軸地磁場傳感器、以及用于測量壓力、溫度和濕度的BME280集成環境單元。
2、飛思卡爾可穿戴參考設計平臺WaRP
可穿戴產品是物聯網最終邊緣節點傳感器之一,飛思卡爾可穿戴參考平臺WaRP采用可擴展的模塊化的混合結構,大大簡化可穿戴產品的設計和開發時間,該解決方案使設計人員和原始設備制造商能夠在市場出現變化時以最快的速度將概念轉為原型產品。
作為ARM架構的穿戴式系統平臺代表,飛思卡爾與 Kynetics、RevolutionRobotics、Circuitco等超過十五家廠商,開源、可擴展的參考平臺—— WaRP(Wearable Reference Platform)。源于這個平臺擁有多款型號或產品類別,其高度靈活的系統級設計套件,支持嵌入式無線充電,將處理器和傳感器整合到混合架構中,使其擁有可擴展性和靈活性的特點。
WaRP的混合架構包含一個主板和一個示例子卡,主板上采用i.MX6SoloLiteARMCortex-A9處理器作為平臺內核,示例子卡上的備用微處理器KinetisKL16MCU用作傳感器集線器(SensorHub),還能夠針對不同的使用模式添加更多子卡,還搭載了一個無線充電MCU。
傳感器技術是可穿戴設備的重要組成部分,WaRP包含飛思卡爾XtrinsicNMA9553計步器和FXOS8700電子羅盤,該平臺可以運行 Android4.3操作系統?;旌霞軜嬍沟锰幚砥鏖g能夠相互通信,支持圖形顯示,在深度睡眠模式下,KinetisKL16仍然能夠收集傳感器的數據,這可以降低整體平臺的功耗,延長待機時間。
WaRP可支持的應用包含運動追蹤、智能手表、心電圖(ECG)監控、智能眼鏡、擴增實境頭戴式顯示器、穿戴式醫療產品等。飛思卡爾微控制器事業部業務發展經歷SujataNeidig認為,擁有開源特性的WaRP平臺能夠降低穿戴式裝置開發門檻,加快產品的上市時間。Neidig指出,除提供如微處理器(MPU)、微控制器(MCU)、微機電系統(MEMS)傳感器等關鍵元件給開發廠商之外,WaRP加速了整體穿戴式市場發展,降低開發門檻,讓眾多中、小型新創公司順利進行穿戴式裝置的開發工作。
由于WaRP訴求的是開放平臺,為了符合其開源特性,目前該裝置支持的是Android、Linux等開放式的操作系統;而AndroidWear目前仍屬于封閉式的生態環境,無論是軟件開發套件(SDK)、應用程序尚未全面開放授權,僅鎖定智能手表應用,因此WaRP目前無法支持,不過一旦 AndroidWear完全開源,WaRP必會將其納入其支持的系統。
3、英特爾Edison開發平臺專為物聯網的“發明家們”而生
Edison 本身的定位,是為物聯網(IOT)和穿戴設備的發明家、企業家和消費類產品設計師而設計,幫助他們快速產生產品原型。相比較于此前更為“面向教育”的 Galileo開發板,Edison可直接被用于原型構建和量產中小尺寸的IOT解決方案,其產品定位是“模塊化的SOC加上為特定應用領域定制的擴展板系統”,適合各種硬件開發廠商和創客團隊,以及想進行硬件創業的用戶直接進行商業化生產。
Edison是基于Quark芯片技術的新計算平臺,僅有一張普通的SD卡大小。這個平臺是基于22納米技術,內置WiFi與藍牙連接功能,并擁有靈活可拓展I/O功能,支持Linux和開源軟件,適用于超小型和低功耗的廣泛物聯網設備、智能消費產品以及可穿戴設備。
可支持的應用包括智能耳機、智能耳塞、智能水杯、無線充電碗、智能嬰兒監控衣以及智能3D打印等。
4、德州儀器Meta Watch可穿戴藍牙智能手表開發平臺
TI Meta Watch? Bluetooth?可穿戴手表開發系統具有數字或模擬和數字顯示屏,能夠快速開發“連接手表”應用。 TI Meta Watch具有數字或模擬和數字顯示屏,可使開發人員快速而輕松地將設備和應用程序接口擴展到手腕上。 Meta Watch平臺采用嵌入式藍牙技術,可連接到智能手機、平板電腦和其他電子設備。
功能框圖
Meta Watch SDK/API使手表能夠方便顯示來自移動應用或互聯網服務的信息。 TI Meta Watch 可穿戴手表開發系統包括一個3 ATM防水不銹鋼外殼、皮表帶、礦物玻璃水晶、振動電機,三軸加速計和環境光傳感器。 Meta Watch平臺優化用于低功率運行,是基于TI MSP430?超低功耗微控制器和CC2560藍牙主機控制器接口解決方案。
5、CSR 1012 是專為可穿戴技術市場開發的平臺
CSR公司日前宣布推出一款全新的Bluetooth? Smart平臺,以滿足開發人員進行低功耗可穿戴配件的開發需求。作為卓越的CSR μEnergy系列產品之一,CSR1012?采用的更小型封裝使其成為可穿戴設備的完美選擇,例如可穿戴手表及運動監測器等。
盡管全新平臺采用適于可穿戴設備的小型封裝,但仍然嚴格使用標準的PCB技術,從而使開發人員能夠以低成本的方式更加快速地將更多產品推向市場。這也是首個無需外裝調節器即可與鋰離子電池實現直接連接的解決方案,從而保障更長的電池使用壽命,這一點對于可穿戴配件產品至關重要。
該解決方案不僅適用于可穿戴技術,還可用于其他的小型‘手機應用配件’及HID配件,例如智能手機或平板手寫筆、小型廣告信號燈等。
6、君正可穿戴開發平臺牛頓(Newton)積極配合AndroidWear
Newton平臺采用了北京君正JZ4775CPU,其XBurst核心可兼容MIPS架構,集成了CPU、Flash、LPDDR、WIFI、 Bluetooth、FM、NFC、PMU、9軸MEMS傳感器、壓力傳感器、溫濕度傳感器、心電傳感器等在不到SD大小尺寸的電路板上。從幾十兆到 1GHz的超強計算能力,超低功耗,超小尺寸,靈活的擴展I/O接口,并具備聯網功能,Newton平臺在軟件上支持Linux、Android以及最新的AndroidWear。
Newton主打超低功耗、超高性能,其尺寸僅為38x22x3mm,待機功耗《4mW,最低執行功耗僅為80mW,最高平均運行功耗《260mW,使設備的續航時間達30小時以上。目前已知的果殼GeakWatch、智器ZWatch、土曼手表和Tick手表等都是采用北京君正的CPU來設計的。
7、聯發科穿戴式與物聯網設備開發平臺LinkIt
聯發科inkIt平臺以聯發科技旗下名為Aster的系統單芯片解決方案( SoC)為核心,Aster是穿戴式SoC,專為穿戴式及物聯網應用而設計。聯發科技Aster可協助開發者社群與設備制造商,開發各式價格合宜且具高規格的穿戴式與物聯網產品及解決方案,激發新興超級中端市場(Super-mid market)數十億消費者“創造無限可能”(Everyday Genius)的潛力。
聯發科技LinkIt與Aster主要特色:
●LinkIt是整合聯發科技Aster SoC的開發平臺,提供完整的參考設計,高度整合微處理器及通訊模塊,且提供各種聯網功能以簡化開發流程,讓開發者可以更專注于產品外觀、創新功能及相關服務
●聯發科技的Aster是專為穿戴式與物聯網設備所設計的SoC,封裝尺寸僅為5.4x6.2mm,是目前全球體積最小的SoC
●軟件架構模塊化,為開發者提供高度彈性。
●支持空中傳輸(OTA)以更新應用程序、算法及驅動程序,可通過手機或計算機,向采用聯發科技Aster的設備進行推送安裝及更新(聯發科技膠囊包)。
●為Arduino與VisualStudio提供插入式軟件開發工具包(Plug-in SDK),計劃今年第四季開始支持Eclipse。
●為第三方伙伴提供基于LinkIt平臺的硬件開發工具包(HDK)。
8、博通開發平臺WICED
博通針對可穿戴設備,推出了名為WICED的開發平臺,可將藍牙、WiFi、NFC和定位技術整合到可穿戴設備中。他們認為可穿戴技術方興未艾,無線連接技術是使其徹底發揮應用潛力的關鍵所在。
WICED WiFi軟件開發工具包括:
一個開源的編譯系統和基于GUN的工具鏈(將支持本地IAR)
一個基于Eclipse CDT的GUI開發環境RTOS/TCP協議棧選項,包括ThreadX/NetX、ThreadX/NetX Duo和FreeRTOS/LwIP
低功耗藍牙智能橋接(Bluetooth Low Energy SmartBridge)
WICED應用程序架構,包括bootloader、閃存存儲API、OTA升級、系統重置和系統監控
采用蘋果授權的MFi技術,或網絡瀏覽器和softAP/webserver的即用設備
示例應用、測試應用等
WICED可為設備嵌入低功耗、高性能、可互操作的無線聯網功能。可支持包括血壓計、血糖儀、智能手表(果殼智能手表也采用了Broadcom的芯片),以及更多健康管理設備。
9、RealTag 藍牙低功耗傳感器開發平臺
RealTag是佰睿科技專門為可穿戴式產品開發推出的一個小巧精致的產品級開發板,直徑僅為3cm, 使用一枚CR2032電池即可工作; RealTag 基于TI的藍牙低功耗SoC-CC2541,InvenSense的高性能六軸運動傳感器MPU-6050,以及Bosch的溫度氣壓傳感器 BMP180, 能滿足大多數可穿戴式產品的開發需求,同時還可支持當今最炙手可熱的iBeacon功能 (佰??萍甲灾髦R產權),用戶基于RealTag模塊,可迅速開發出基于藍牙低功耗及運動傳感器的可穿戴式產品,大大縮短產品開發周期。
10、ST可穿戴開發板STEVAL-WESU1
STEVAL-WESU1的固件包基于STM32Cube軟件技術,運行于STM32L151VEY6,包含了三種傳感器、藍牙BLE及電池管理IC的驅動。
STEVAL-WESU1的參考設計開發板體積非常小,可以安裝在智能手表的表帶中。在這么小的模塊中,包含了MCU,傳感器,藍牙等意法半導體的主力產品。
主要元器件:
STM32L151VEY6,Cortex-M3 32位超低功耗MCU
LSM6DS3,3D加速度傳感器+ 3D陀螺儀
LIS3MDL,三軸磁力計
LPS25HB,MEMS氣壓傳感器
BlueNRG-MS,低功耗藍牙網絡處理器
BALF-NRG-01D3,50 Ω balun
100mAh鋰電池
Micro USB接口
SWD連接器
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