在过去的16年里,安森美半导体一方面通过内生式成长,另一方面通过一系列收购来成长。这其中比较重要的收购包括2008年收购AMI,2011年收购三洋,2014年收购Aptina,以及2016年收购飞兆。尤其是对飞兆的收购,使得安森美在移动行业的产品线更加完备,拥有了全面的移动设备电源和数据管理方案。

目前,在可穿戴设备周边器件里面,安森美在很多领域都处于领先地位。在安森美“可穿戴设计平台媒体交流会”上,安森美半导体无线及可穿戴策略和业务发展高级经理AJ ElJallad称,“如电池FET我们排名第一,无线和有线充电解决方案我们是领先的提供商,我们有同类最佳的电量计解决方案,在AC/DC适配器上也是排名第一,有同类最佳的完备的电源管理解决方案,在保护领域排名第一。此外,有同类最佳的低功耗和小封装,以及同类最佳的镜头自动对焦,EEPROM,图像传感器。”

凭借在移动行业完备的产品线和全套解决方案,以及对可穿戴设备市场未来5年走势的看好,安森美推出了业界首款可穿戴设备开发套件(WDK1.0)。“这是市场上第一个可扩展和灵活的可穿戴参考设计及开发套件,兼容AirFuel磁共振无线充电。” AJ ElJallad介绍道。 1220image003

可穿戴设备市场未来是下滑还是增长?

实际上,在无线和可穿戴市场,安森美关注的领域有三个:智能手机和平板电脑、非医疗的可穿戴、智能充电(包括有线和无线充电)和互连互通。 1220image005 1220image007 “可穿戴设备市场对安森美来说是非常重要的其中一个市场,在未来五年有很好的增长趋势。” AJ ElJallad称,2016年,智能可穿戴设备市场的出货量将达到2亿台,预计2020年将超过3.5亿台。其中耳机占了很大一部分,但除了耳机,智能手表和智能眼镜增长很快,尽管当前的增长没有预期乐观,但这个市场的增长潜力很大。 1220image009 AJ ElJallad强调,这里所说的智能眼镜是指AR眼镜。他称,VR眼镜需要很多内容,不是量大的市场,但价值高会产生一些收益。此外,健身手环或活动监测的手表也会持续增长。

“助听器市场占可穿戴设备的营收大概45%,未来这个趋势还会持续比较长的时间。所以我们也会关注助听器应用市场,这个开发套件里面有很多器件可用于助听器。” AJ ElJallad说。

可穿戴开发套件究竟能带来什么价值?

AJ ElJallad指出,在可穿戴设备市场,有三个关键趋势:一是产品设计的迭代周期非常快,有许多衍生产品;二是蓝牙低功耗(BLE)是可穿戴市场的一个主要连接协议;三是无线充电是可穿戴设备的一个重要功能。针对这三大关键趋势,安森美推出了相应的解决方案:一是推出了可穿戴参考设计套件以加速增长;二是与Nordic半导体公司展开合作;三是推出了用于可穿戴的磁共振(MR)无线充电解决方案。 1220image011 据AJ ElJallad介绍,安森美可穿戴平台开发套件是一个可扩展和灵活的可穿戴参考设计及开发套件。参考设计包括原理图和BoM、示例代码以及Smart App应用,该应用可通过Android PlayStore和AppleStore下载。另外,全硬件/软件开发支援,包括全集成开发环境(IDE),可以写、编译、编程和调试,还可添加和评估额外硬件的扩展端口。“通过开发套件,可以做不同档次的设计,比如简单的智能穿戴首饰,高端的智能手表/智能眼镜(包括3G移动连接)等。” 1220image013 更重要的是,这个开发套件可以加速客户产品开发上市的过程,因为整个套件可以提供相对完整的资源,从而大大缩短产品上市时间。AJ ElJallad进一步解释称,一个产品的开发周期取决于设计终端产品所具备的资源,包括完整的硬件和软件的开发。安森美半导体的可穿戴套件为开发人员和设计公司提供一个参考设计,为他们的设计过程提供跨越的跳转。“该参考设计和套件特性对用户设计周期的影响取决于开发人员想试图设计什么终端产品。终端产品越接近参考设计,使用这套件的设计周期将越快。”

可穿戴开发套件的软硬件参考设计

这个可穿戴开发套件的硬件参考设计部分,主控制器采用Nordic半导体nRF52832,而周边器件都来自安森美,包括运动传感器,模拟和电源管理,以及有线和无线充电等。 1220image015 电池的续航时间则根据硬件设计不同,可能在24-36小时之间。如果采用有线充电,充电时间是1个小时,如果通过无线充电则需要2个小时。

在无线充电部分,这个可穿戴方案采用的是AirFuel磁共振充电标准。“这是业界第一个支持AirFuel磁共振充电的可穿戴方案。AirFuel磁共振充电,是未来手持式设备、可穿戴设备的无线充电标准。” AJ ElJallad称,可采用一个兼容AirFuel磁共振(无线充电联盟A4WP,Rezencen)的修配用零件市场电力传输单元(PTU)来评估性能,如Gill Electrics和便利的电力PTU。 1220image017 AJ ElJallad认为,磁共振适用于可穿戴、笔记本电脑、手机等。不过他同时也表示,第一个使用磁共振方式的将不是手机,而是将从可穿戴设备开始,然后到平板电脑/笔记本电脑,再到手机。“在无线充电生态系统里面,我们希望能通过一种技术给所有设备充电。目前我们做的是磁共振方式,但未来充电产品的解决方案要有多种模式,即既有磁共振充电方式,也有磁感应充电方式。”AJ ElJallad透露,为了提升充电效率,下一步还将纳入功率调谐技术。

在无线充电部分,WDK1.0暂不支持一点多充,一次只能充一个设备。不过,AJ ElJallad称下一代套件将可以实现一次充多个设备。

另外,该参考设计的硬件开发比较独特,支持可扩展的硬件设计,可以通过它加上需要的器件进行编程或设计。其中扩展坞中有5个GPIO和1个PMIC电源轨,可以通过它们来进行扩展设计。另外,电源轨也可以通过编程进行调整,从1.8V~5V。 1220image019 在软件参考设计部分,可下载的固件采用C语言,示例代码在模块中,易于实施,并且还辅以一个SmartApp,可以直接从Android PlayStore 和苹果 AppStore上下载。此外,内建有菜单,可以集成到智能手表的菜单设置并进行控制,如运动传感器的开关、触觉传感器的开关、蓝牙低功耗开关、钟面调节(数字/模拟)、计时器/秒表、警报等。除了做一些硬件的控制功能,在Smart APP里面还可以做软件控制,比如电话、短信、文件下载等。此外,还可以定制个人参数。 1220image021 “在这套开发套件里面预留了可扩展的接口,开发人员可以通过这个接口增加自己需要的传感器。”他直言,WDK1.0版已经集成了运动传感器、气压和温湿度传感器,下一代套件将加入心率传感器、GPS传感器。

另外,该套件集成开发环境(IDE),基于Eclipse,为工程团队提供了快速创建设计并随后调试代码的全部所需资源。并提供WDK项目向导精灵(Project Wizard)以创建更多针对可穿戴的项目,为工程师提供很多实用的可穿戴相关项目实例,从而进一步加快开发过程。“通过一个扩展坞,智能手表可以方便地连接电脑进行代码开发和debug。” AJ ElJallad表示。 1220image023 AJ ElJallad进一步称,通过这个开发套件,可以对三个ARM核写程序。第一个是Nordic的BLE MCU;第二个是扩展坞里的蓝牙低功耗MCU,可用于物联网扩展;第三个是通过可扩展端口编程应用处理器,例如联发科或高通的ARM处理器。

据AJ ElJallad透露,这套可穿戴开发套件售价在500美元,目前在Mouser和Digi-Key官网有售,未来还会增加艾睿和安富利等销售渠道。“这个套件我们三周前刚刚推出,现在已经有订单了,这是一个很好的信号。”

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