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智能手表系統設計剖析

來源:網絡

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:智能手表

      穿戴式電子,尤其是智慧型手表正逐漸受到重視,已經有諸多國際大廠、新興業者投入發展,但目前仍在前期階段,因而百家爭鳴,各種設計方式、實現手法都有,且差異極大。對此,本文以處理器、儲存資源、電池、充電等設計方式來做一剖析。

      單核32位元Cortex-M為主

      先說明處理器,處理器可以從最低階的單核16位元微控制器,到最高階的雙核32位元處理器皆有。如MetaWatch公司的Meta Watch表即使用德州儀器(TI)的MSP430微控制器,為德州儀器的專屬16位元架構微控制器。

      又如Omate的TrueSmart表使用聯發科(MTK)的MT6572,內部為2個Cortex-A7執行核心,時脈高達1GHz。另外也有異質雙核的作法,如AGENT表使用一顆Cortex-M4處理器,但又有一個輔助的Atmel AVR系列微控制器,以此強調有更佳、更智慧的功耗管理控制。

      雖然從單核16位元到雙核32位元皆有,但多數的智慧表多采行單核32位元,且以Cortex-M系列較多,僅少數使用Cortex-A系列(如Omate的TruSmart表或Samsung Galaxy Gear表)。

      儲存資源:128KB – 32GB

      處理器迥異,連帶的記憶體與儲存資源也是天壤地別,記憶體可以只有128KB,也可以高到4GB;儲存可以只有1MB,也可以高到有32GB(如WIMM Labs的WIMM One表,該團隊日前已被Google收并),甚至可用Micro-SD記憶卡來擴展延伸記憶、儲存空間。

      電池設計各派皆有

      處理器是最核心的,而最末微的電池,目前也是各派各流都有,最簡單的電池設計是直接采用今日常用的標準鈕扣電池,例如ConnecteDevice公司的COOKOO表便使用CR2032鋰電池。

      若不用標準鈕扣電池,只能使用鋰聚合物電池,目前不同的智慧表電容量不一,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)。

      無線充電極具優勢

      除電池電量的差異外,充電方式也各有不同,一般而言采行與智慧型手機相同的方式,即標準的Micro-USB介面充電。不過,偏偏有業者為了讓手表防水,所以采行特殊的連接器,但本質仍是Micro-USB,如Pebble公司的Pebble表即是如此,同時還加入磁吸連接效果。

      另也有全然不采行USB技術的業者,如Meta Watch表就采行特殊的夾子型充電器,該夾子(連接器)也是智慧表與電腦或外部溝通聯系的傳輸介面,但采行的是Spy-Bi-Wire,是一種串列式的JTAG傳輸協定,采行此種特殊傳輸協定的原因無他,因為Meta Watch表使用的微處理器是TI MSP430,該處理器支援該協定,甚至該協定即是為該微控制器發展的。

      另外也有業者不采行實際接觸的充電方式,而是用非接觸式的無線感應充電,如AGENT表即采行WPC(Wireless Power Consortium)所訂立的無線充電標準Qi(中文:氣)。

      今日已有許多智慧型手機采行Qi的無線充電標準,如Nokia的Lumia系列智慧型手機,Google的Nexus 4智慧型手機、Nexus 7平板(第二代才有),Samsung的Galaxy S3/S4智慧型手機,或結合手寫平板功效的Galaxy Note 2等。

      若Qi標準的充電底座能日益普及,底座不僅可以幫手機充電,也可以幫平板、智慧表充電,如此買智慧表者可能不再需要買充電的連接線,數據傳輸則改用藍牙,使無線充電座的整體價值(綜效)提升。

      當然,除Qi外,另2個主要的無線充電陣營與標準(PMA、A4WP)亦可能受智慧表業者青睞,并積極延伸布局、卡位。由此看來,采行不同的充電方式似乎均有其考量與理由,鈕扣電池可臨時去便利店買來換裝、Micro-USB最普遍、防水也是必須、特殊夾子較配合表內的微控制器、無線充電具未來綜效可能性…。

      表帶設計

      除處理器與電池外,就連表帶也是一堆不同設計考量,如與表芯合一設計,或可更換不同顏色的表帶,可更換標準的24mm寬度的表帶,表帶可以是皮的、矽膠的、不銹鋼的等等,再加上ATM標準(如3ATM、5ATM)、IP標準(如IP57、IP58)的防水設計等,看來智慧表的設計發展仍有段磨練期要走。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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