可穿戴設備要流行,全方位高效電源管理是前提
要更大限度的提高續(xù)航,降低可穿戴設備的功耗成為關鍵。半導體廠家也都在當中的電源管理作出努力,進而推出了低功耗的控制器、低功耗藍牙通訊、低功耗的顯示屏,通過這些方式來實現(xiàn)節(jié)流的目的。
低功耗MCU是根本
高性能模擬與混合信號IC領導廠商Silicon Labs去年推出的EFM32? Leopard Gecko 32位微控制器在所有能耗模式下都能提供業(yè)界領先的能源效率,實現(xiàn)極長的電池壽命,此外它還具有最佳的處理性能、超高集成度和小尺寸封裝。
Leopard Gecko MCU的低功耗傳感器接口(LESENSE)和外設反射系統(tǒng)(PRS)等特性,對于Misfit的超低功耗預算來說特別具有吸引力。LESENSE接口自治的收集和處理傳感器數(shù)據(jù),甚至當MCU處于深度休眠模式時依舊如此,這使得MCU可以很長時間保持在低功耗模式,并且同時跟蹤傳感器狀態(tài)和事件。PRS監(jiān)視復雜的系統(tǒng)級事件,允許不同MCU外設之間自治通信,同時盡可能的保持CPU在節(jié)能的休眠模式以減少整體系統(tǒng)功耗。 不可忽視的無線通信方式
除了低功耗MCU,采用哪種低功耗無線通信也是一個關鍵,而低功耗藍牙(BLE)方案則是其中的佼佼者。
CSR公司推出的全新Bluetooth? Smart平臺CSR1012?,憑借其超低功耗技術和更小型封裝,成為可穿戴設備的完美選擇。
CSR1012旨在為可穿戴配件提供最長可能的電池壽命。它是首個無需外裝調節(jié)器即可與鋰離子電池實現(xiàn)直接連接的解決方案,不僅節(jié)約了成本及PCB面積,更關鍵的是節(jié)約了外裝調節(jié)器中寶貴的靜態(tài)泄漏電流。
同時由于外接開關的靜態(tài)泄露電流為10到15μA,線性開關為1到2μA,對于那些僅能在納安到低微安量程范圍內運行的設備,其電池壽命將極大地縮短。CSR1012平臺通過使用運行電壓在1.8V到4.3V的片上開關電源,使設備能夠直接從壓縮鋰聚合物電池中直接獲取電源。
顯示屏的功耗是關鍵
正如上文所說,低功耗的顯示屏也是提升可穿戴設備續(xù)航的一個因素,目前常用的低功耗顯示屏除了常用的TFT(ipodnano屏)之外,還有夏普最近推出的Memory LCD。這種屏幕上的像素點被設計成可存儲電荷的電容體,當液晶像素顯示后,僅需要極低的待機電流,在不刷新時幾乎不需要功耗,特性類似于可存儲的記憶體。屏幕的顯示成像是采用發(fā)射式原理。這種屏幕有點類似于E-ink屏,由于本身沒有光源,需要外加背光,但是只有黑白兩色,沒有灰階。其優(yōu)點在于靜態(tài)功耗極低,僅5A,動態(tài)刷新在16A,而TFT屏功耗普遍在mA級別。
高通Mirasol屏幕
E-ink屏也是比較常用的低功耗屏,因為僅在顯示屏像素刷新時耗電,在斷電后具有現(xiàn)實保存能力,同樣可實現(xiàn)超低功耗。其產品特點在于可彎曲性,可以滿足ID設計上的多重需求。不過缺點在于刷新速率較慢(200ms),在需要實現(xiàn)一些較炫的界面時體驗不是很好。同時其成本也偏高,1.77寸的價格目前在20美金左右。
另外Mirasol屏是高通推出的一種低功耗顯示技術。模仿蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的成色原理,借助陽光反射讓顯示屏保持清晰。由于其屏幕只在像素顏色改變時才需要消耗電力,因此功耗極低,尤為適合需要長時間顯示固定的電子設備。Mirasol屏與E-ink屏一樣也需要加背光,但是Mirasol與E-link的區(qū)別則是前者可以實現(xiàn)一些彩色的效果。
另外英特爾正在積極研發(fā)可穿戴設備的主控芯片;高通、博通在全球無線通信芯片技術上不斷突破,在小尺寸和低功耗方面精益求精;TI推出了基于藍牙(Bluetooth) 4.0版本的最新藍牙低能耗應用軟件BLE-Stack 1.2,進一步推動穿戴式 (wearable)產品等Bluetooth Smart與Smart Ready設備的發(fā)展,同時TI用于穿戴式醫(yī)療設備的MCU也已經發(fā)布。通過這些廠商的群策群力,相信能夠滿足大眾需求的可穿戴設備很快會面世,讓我們拭目以待。 近兩年來的可穿戴設備幾乎占滿了各大科技媒體的頭條,尤其是在谷歌發(fā)布Google Glass和最近推出專用于可穿戴設備的Google Wear系統(tǒng)以后,業(yè)界對可穿戴設備的關注又上升到了一個新高度。但目前的現(xiàn)狀是,可穿戴設備未能引起人們的瘋狂,除了市場調研公司尼爾森的報告提到的價格偏高以外,筆者認為,續(xù)航未能大幅度提升也是影響可穿戴設備普及的一個要素。因此如何對可穿戴設備進行高效的電源管理,提高續(xù)航時間,是一個關鍵。下面我們通過介紹業(yè)內的一些可穿戴設備電源管理解決方案,為廣大可穿戴設備從業(yè)者提供設計參考。
要更大限度的提高續(xù)航,降低可穿戴設備的功耗成為關鍵。半導體廠家也都在當中的電源管理作出努力,進而推出了低功耗的控制器、低功耗藍牙通訊、低功耗的顯示屏,通過這些方式來實現(xiàn)節(jié)流的目的。
低功耗MCU是根本
高性能模擬與混合信號IC領導廠商Silicon Labs去年推出的EFM32? Leopard Gecko 32位微控制器在所有能耗模式下都能提供業(yè)界領先的能源效率,實現(xiàn)極長的電池壽命,此外它還具有最佳的處理性能、超高集成度和小尺寸封裝。
Leopard Gecko MCU的低功耗傳感器接口(LESENSE)和外設反射系統(tǒng)(PRS)等特性,對于Misfit的超低功耗預算來說特別具有吸引力。LESENSE接口自治的收集和處理傳感器數(shù)據(jù),甚至當MCU處于深度休眠模式時依舊如此,這使得MCU可以很長時間保持在低功耗模式,并且同時跟蹤傳感器狀態(tài)和事件。PRS監(jiān)視復雜的系統(tǒng)級事件,允許不同MCU外設之間自治通信,同時盡可能的保持CPU在節(jié)能的休眠模式以減少整體系統(tǒng)功耗。
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