穿戴產(chǎn)品持續(xù)增溫 引爆微型MCU應用熱潮
[導讀]穿戴式裝置市場持續(xù)發(fā)燒，根據(jù)Cisco研究指出，2015年全球穿戴式應用產(chǎn)品將有250億美元市場，預料2020年穿戴式市場將呈現(xiàn)倍翻擴展，面對使廠需求驟增，也吸引越來越多晶片業(yè)者積極投入適用于穿戴式設備需求設計的微控
穿戴式裝置市場持續(xù)發(fā)燒，根據(jù)Cisco研究指出，2015年全球穿戴式應用產(chǎn)品將有250億美元市場，預料2020年穿戴式市場將呈現(xiàn)倍翻擴展，面對使廠需求驟增，也吸引越來越多晶片業(yè)者積極投入適用于穿戴式設備需求設計的微控制器解決方案…
隨著穿戴式產(chǎn)品不斷翻新，各式新穎造型的穿戴產(chǎn)品推陳出新，目前已有Samsung、Sony、Google、Apple、Qualcomm、Intel、Freescale等國際大廠競相推出穿戴設備、或是適用于穿戴式裝置使用的解決方案，尤其在2014年的CES(Consumer Electronics Show)展中以Wrist Revolution及Fashion Ware兩大展區(qū)大規(guī)模呈現(xiàn)穿戴科技產(chǎn)品，也等于宣示了2014年穿戴式裝置市場即將爆發(fā)的訊息。
醫(yī)療級穿戴設備要求高
檢視目前穿戴式裝置樣態(tài)，主要有兩大產(chǎn)品類別，一是結合遠距醫(yī)療、生理資訊監(jiān)控用途，另一種是以運動與個人健康管理用途為主的個人生理狀態(tài)感測器，除此之外還有新穎的智能手表、智能飾品等特殊產(chǎn)品，當然這些智能手表、飾品，也大多具備部分配戴者生理狀態(tài)感測功能，而不只是單純的智能手表或是飾品用途。
遠距醫(yī)療類型穿戴式產(chǎn)品，由于產(chǎn)品需投放于醫(yī)療應用市場，較屬于垂直整合形市場產(chǎn)品，另醫(yī)療設備在安規(guī)與檢測要求較3C用品而言相對嚴苛，一般業(yè)者并不容易進入醫(yī)療電子市場，而僅具個人健康管理、生理資訊監(jiān)控用途的穿戴設備，因為較不涉及醫(yī)療用途，也是目前穿戴設備廠商積極投入的應用市場。
穿戴式解決方案 需滿足低功耗、低成本要求
而智能產(chǎn)品穿戴化的發(fā)展方向，也將產(chǎn)品的樣態(tài)進一步限縮在必須能夠讓配戴者無負擔、長效電池壽命等功能要求，這也代表著穿戴式產(chǎn)品需要在極輕重量下維持基本運作與感測效能。
雖然目前可用的運算平臺，大多能在功耗表現(xiàn)、運算性能、產(chǎn)品尺寸上滿足穿戴產(chǎn)品的開發(fā)需求，但實際上面對智能手表產(chǎn)品開發(fā)，仍會遭遇許多困難的技術整合問題。以智能手表產(chǎn)品觀察，目前智能手表已有Sony、Samsung、Google與少數(shù)幾個新創(chuàng)業(yè)者較積極投入，智能手表產(chǎn)品在目前亟需改善的技術瓶頸相當多，例如，如何讓電池續(xù)航力可以達到2～3天以上連續(xù)使用而不需充電、顯示屏幕如何能在戶外清晰可辨、手表外殼制作水準如何達到飾品等級等。
ARM MCU具發(fā)展穿戴應用潛能
在電池續(xù)航力部分，現(xiàn)有智能手表大多使用ARM基礎的整合晶片，耗電量極低，反而是在顯示屏幕的功耗問題較難解決，以現(xiàn)有市售產(chǎn)品觀察，穿戴式智能手表主要應用E-Ink、OLED、LCD三種小尺寸顯示器為主，其中OLED可在無背光模組條件下運行，可將顯示屏幕厚度大幅壓縮目前也成為彩色顯示智能手表的主流屏幕選項。
但在彩色化顯示屏幕的智慧手表產(chǎn)品，雖然彩色效果更吸引人，但實際上也導致電池續(xù)航力大多僅能維持1～2天不等效能，對于穿戴式產(chǎn)品的電池續(xù)航力要求大多僅算是基本達標效果，電池效能改善方面仍有相當多可以改良之處。
除功耗問題外，智能手表在運作核心仍處于初步開發(fā)階段，不像平板電腦、智慧型手機使用之嵌入式系統(tǒng)已有多年開發(fā)基礎，即便Google最近才釋出針對穿戴應用建置的嵌入式系統(tǒng)，但實際上相關開發(fā)資源與系統(tǒng)平臺優(yōu)化仍需時間進行。
智能手表產(chǎn)品挑戰(zhàn)大 然售價過高影響市場擴展
智能手表需要改善的地方不只功耗、系統(tǒng)優(yōu)化等問題，智能手表在商品化目標還需要一般常規(guī)手表進行競爭，也就是說智能手表的產(chǎn)品體積、重量、外型都需要能與一般手表差距接近才能算是一個較完善的穿戴式產(chǎn)品，但目前已推出的智能手表體積礙于需要設置更大的電池與裝載功能模組等問題，產(chǎn)品體積大多略大于一般手表，可改善的空間仍相當大。
反觀穿戴式的個人運動記錄器、智能腕帶這類產(chǎn)品，沒有手表一定需要表面顯示的顯示屏需求，市售智能腕帶有使用LED、OLED顯示矩陣或是小型LCD設計方案，顯示屏幕不須呈現(xiàn)大量資料，僅需要顯示如累計步伐、運動參數(shù)等，屏幕消耗的電能相對較少，僅需在平臺、系統(tǒng)與顯屏進行設計節(jié)能優(yōu)化，產(chǎn)品大多能達到3～5天的電池續(xù)航力，相較智能手表更能滿足用戶的長期配戴記錄生理資料需求。
智能腕帶成本低、產(chǎn)品多樣 成穿戴產(chǎn)品市場爆發(fā)重點
也由于智能腕帶的功能單純，較無智能手表般需要能與智能手機連線呈現(xiàn)如簡訊、電子郵件、SNS(Social Network Services)訊息等加值應用，因此在嵌入式系統(tǒng)選擇方面可以朝更簡化的系統(tǒng)平臺選擇。綜觀目前穿戴式裝置產(chǎn)品主流，以智能腕帶在產(chǎn)品特性上較能滿足終端用戶需求，尤其是新穎的應用整合、低終端售價優(yōu)勢，較具市場爆發(fā)性成長空間。
若以極低功耗、低成本方向思考，目前可用的智能運算平臺，僅有ARM MCU微控制器平臺具備較佳導入優(yōu)勢，加上ARM架構在運行功耗表現(xiàn)佳，嵌入式系統(tǒng)除可使用智慧型手機常見的Android平臺，也有大量Linux或是其他嵌入式系統(tǒng)平臺開發(fā)資源可選，開發(fā)條件相對彈性與多元，甚至智能腕帶本身的功能即相對有限，在開發(fā)產(chǎn)品方面也不會有太大的韌體升級或儲存空間擴充需求，甚至也可減省無線網(wǎng)路、或是低功耗藍牙無線傳輸?shù)恼闲枨螅怪悄苁汁h(huán)的產(chǎn)品成本優(yōu)勢更高。
晶片廠商紛推出解決方案平臺 搶攻穿戴醫(yī)療應用市場
綜觀智能穿戴裝置的產(chǎn)品要求，基本上不脫離微型化、低功耗、互聯(lián)性與感測元件整合等要求，尤其是穿戴式產(chǎn)品以人體配戴應用為主，產(chǎn)品必須達到重量與體積極小的狀態(tài)才能滿足產(chǎn)品設計要求，也有越來越多微控置器業(yè)者針對穿戴應用整合開發(fā)應用平臺，讓產(chǎn)品開發(fā)商可以快速地在應用平臺上建構產(chǎn)品所需功能。例如Freescale就推出號稱針對穿戴式裝置設計的WaRP平臺，在成本、體積、功耗等表現(xiàn)進行設計優(yōu)化。
WaRP平臺在體積微縮設計方面，WaRP的開發(fā)板面積僅38x14mm，運行功耗優(yōu)化運用復合功耗管理架構，選用目前運行功耗最低的ARM Cortex-A9搭配Cortex-M0整合的sensor Hub架構，同時WaRP平臺還可選用LCD顯示屏或是功耗更低的的E-Ink顯示屏幕，同時在平臺網(wǎng)通架構上支援Wi-Fi、Bluetooth 4.0無線通訊。
除了Freescale的WaRP平臺外，STMicroelectronics則看好穿戴醫(yī)療市場，目前成立穿戴醫(yī)療團隊積極以軟硬體與系統(tǒng)整合優(yōu)勢，搶攻健康醫(yī)療穿戴應用市場;此外，手機晶片大廠Qualcomm，在2011年也成立了Qualcomm Life積極投入健康醫(yī)療智能化市場，準備善用自家對無線通訊核心技術的掌握優(yōu)勢，切入行動穿戴健康醫(yī)療應用市場。[!--empirenews.page--]
隨著穿戴式產(chǎn)品不斷翻新，各式新穎造型的穿戴產(chǎn)品推陳出新，目前已有Samsung、Sony、Google、Apple、Qualcomm、Intel、Freescale等國際大廠競相推出穿戴設備、或是適用于穿戴式裝置使用的解決方案，尤其在2014年的CES(Consumer Electronics Show)展中以Wrist Revolution及Fashion Ware兩大展區(qū)大規(guī)模呈現(xiàn)穿戴科技產(chǎn)品，也等于宣示了2014年穿戴式裝置市場即將爆發(fā)的訊息。
醫(yī)療級穿戴設備要求高
檢視目前穿戴式裝置樣態(tài)，主要有兩大產(chǎn)品類別，一是結合遠距醫(yī)療、生理資訊監(jiān)控用途，另一種是以運動與個人健康管理用途為主的個人生理狀態(tài)感測器，除此之外還有新穎的智能手表、智能飾品等特殊產(chǎn)品，當然這些智能手表、飾品，也大多具備部分配戴者生理狀態(tài)感測功能，而不只是單純的智能手表或是飾品用途。
遠距醫(yī)療類型穿戴式產(chǎn)品，由于產(chǎn)品需投放于醫(yī)療應用市場，較屬于垂直整合形市場產(chǎn)品，另醫(yī)療設備在安規(guī)與檢測要求較3C用品而言相對嚴苛，一般業(yè)者并不容易進入醫(yī)療電子市場，而僅具個人健康管理、生理資訊監(jiān)控用途的穿戴設備，因為較不涉及醫(yī)療用途，也是目前穿戴設備廠商積極投入的應用市場。
穿戴式解決方案 需滿足低功耗、低成本要求
而智能產(chǎn)品穿戴化的發(fā)展方向，也將產(chǎn)品的樣態(tài)進一步限縮在必須能夠讓配戴者無負擔、長效電池壽命等功能要求，這也代表著穿戴式產(chǎn)品需要在極輕重量下維持基本運作與感測效能。
雖然目前可用的運算平臺，大多能在功耗表現(xiàn)、運算性能、產(chǎn)品尺寸上滿足穿戴產(chǎn)品的開發(fā)需求，但實際上面對智能手表產(chǎn)品開發(fā)，仍會遭遇許多困難的技術整合問題。以智能手表產(chǎn)品觀察，目前智能手表已有Sony、Samsung、Google與少數(shù)幾個新創(chuàng)業(yè)者較積極投入，智能手表產(chǎn)品在目前亟需改善的技術瓶頸相當多，例如，如何讓電池續(xù)航力可以達到2～3天以上連續(xù)使用而不需充電、顯示屏幕如何能在戶外清晰可辨、手表外殼制作水準如何達到飾品等級等。
ARM MCU具發(fā)展穿戴應用潛能
在電池續(xù)航力部分，現(xiàn)有智能手表大多使用ARM基礎的整合晶片，耗電量極低，反而是在顯示屏幕的功耗問題較難解決，以現(xiàn)有市售產(chǎn)品觀察，穿戴式智能手表主要應用E-Ink、OLED、LCD三種小尺寸顯示器為主，其中OLED可在無背光模組條件下運行，可將顯示屏幕厚度大幅壓縮目前也成為彩色顯示智能手表的主流屏幕選項。
但在彩色化顯示屏幕的智慧手表產(chǎn)品，雖然彩色效果更吸引人，但實際上也導致電池續(xù)航力大多僅能維持1～2天不等效能，對于穿戴式產(chǎn)品的電池續(xù)航力要求大多僅算是基本達標效果，電池效能改善方面仍有相當多可以改良之處。
除功耗問題外，智能手表在運作核心仍處于初步開發(fā)階段，不像平板電腦、智慧型手機使用之嵌入式系統(tǒng)已有多年開發(fā)基礎，即便Google最近才釋出針對穿戴應用建置的嵌入式系統(tǒng)，但實際上相關開發(fā)資源與系統(tǒng)平臺優(yōu)化仍需時間進行。
智能手表產(chǎn)品挑戰(zhàn)大 然售價過高影響市場擴展
智能手表需要改善的地方不只功耗、系統(tǒng)優(yōu)化等問題，智能手表在商品化目標還需要一般常規(guī)手表進行競爭，也就是說智能手表的產(chǎn)品體積、重量、外型都需要能與一般手表差距接近才能算是一個較完善的穿戴式產(chǎn)品，但目前已推出的智能手表體積礙于需要設置更大的電池與裝載功能模組等問題，產(chǎn)品體積大多略大于一般手表，可改善的空間仍相當大。
反觀穿戴式的個人運動記錄器、智能腕帶這類產(chǎn)品，沒有手表一定需要表面顯示的顯示屏需求，市售智能腕帶有使用LED、OLED顯示矩陣或是小型LCD設計方案，顯示屏幕不須呈現(xiàn)大量資料，僅需要顯示如累計步伐、運動參數(shù)等，屏幕消耗的電能相對較少，僅需在平臺、系統(tǒng)與顯屏進行設計節(jié)能優(yōu)化，產(chǎn)品大多能達到3～5天的電池續(xù)航力，相較智能手表更能滿足用戶的長期配戴記錄生理資料需求。
智能腕帶成本低、產(chǎn)品多樣 成穿戴產(chǎn)品市場爆發(fā)重點
也由于智能腕帶的功能單純，較無智能手表般需要能與智能手機連線呈現(xiàn)如簡訊、電子郵件、SNS(Social Network Services)訊息等加值應用，因此在嵌入式系統(tǒng)選擇方面可以朝更簡化的系統(tǒng)平臺選擇。綜觀目前穿戴式裝置產(chǎn)品主流，以智能腕帶在產(chǎn)品特性上較能滿足終端用戶需求，尤其是新穎的應用整合、低終端售價優(yōu)勢，較具市場爆發(fā)性成長空間。
若以極低功耗、低成本方向思考，目前可用的智能運算平臺，僅有ARM MCU微控制器平臺具備較佳導入優(yōu)勢，加上ARM架構在運行功耗表現(xiàn)佳，嵌入式系統(tǒng)除可使用智慧型手機常見的Android平臺，也有大量Linux或是其他嵌入式系統(tǒng)平臺開發(fā)資源可選，開發(fā)條件相對彈性與多元，甚至智能腕帶本身的功能即相對有限，在開發(fā)產(chǎn)品方面也不會有太大的韌體升級或儲存空間擴充需求，甚至也可減省無線網(wǎng)路、或是低功耗藍牙無線傳輸?shù)恼闲枨螅怪悄苁汁h(huán)的產(chǎn)品成本優(yōu)勢更高。
晶片廠商紛推出解決方案平臺 搶攻穿戴醫(yī)療應用市場
綜觀智能穿戴裝置的產(chǎn)品要求，基本上不脫離微型化、低功耗、互聯(lián)性與感測元件整合等要求，尤其是穿戴式產(chǎn)品以人體配戴應用為主，產(chǎn)品必須達到重量與體積極小的狀態(tài)才能滿足產(chǎn)品設計要求，也有越來越多微控置器業(yè)者針對穿戴應用整合開發(fā)應用平臺，讓產(chǎn)品開發(fā)商可以快速地在應用平臺上建構產(chǎn)品所需功能。例如Freescale就推出號稱針對穿戴式裝置設計的WaRP平臺，在成本、體積、功耗等表現(xiàn)進行設計優(yōu)化。
WaRP平臺在體積微縮設計方面，WaRP的開發(fā)板面積僅38x14mm，運行功耗優(yōu)化運用復合功耗管理架構，選用目前運行功耗最低的ARM Cortex-A9搭配Cortex-M0整合的sensor Hub架構，同時WaRP平臺還可選用LCD顯示屏或是功耗更低的的E-Ink顯示屏幕，同時在平臺網(wǎng)通架構上支援Wi-Fi、Bluetooth 4.0無線通訊。
除了Freescale的WaRP平臺外，STMicroelectronics則看好穿戴醫(yī)療市場，目前成立穿戴醫(yī)療團隊積極以軟硬體與系統(tǒng)整合優(yōu)勢，搶攻健康醫(yī)療穿戴應用市場;此外，手機晶片大廠Qualcomm，在2011年也成立了Qualcomm Life積極投入健康醫(yī)療智能化市場，準備善用自家對無線通訊核心技術的掌握優(yōu)勢，切入行動穿戴健康醫(yī)療應用市場。[!--empirenews.page--]
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