可穿戴设备高端化发展，MCU如何迭代适配市场需求

 
电子发烧友网报道（文/莫婷婷）近年来，随着可穿戴设备向高端应用发展，更多的MCU被整合到系统中，这些MCU通常可能包括负责应用逻辑和控制的MCU、负责传感器数据集中的 MCU 以及负责 BLE无线连接的MCU 等，同时系统还需要具备独立的电源管理芯片给这些MCU供电。
 
在需求之下，技术挑战也随之出现，由于物联网应用的复杂程度越来越高，产品的尺寸越来越小，续航的要求越来越长，传统的多芯片的方案往往可能难以满足设计要求。为了解决这些问题，MCU的设计需要重新考量。
 
目前，业内多家上游厂商都针对性推出低功耗MCU，其中ADI通过单一芯片就集成传统上多片MCU，内置电源管理模块，从而达到延长电池寿命的目的。例如ADI 推出的MAX32650，采用90 nm工艺，集成了具有浮点运算单元的Cortex-M4，具有3MB Flash和1MB SRAM，适用于电池供电应用，最典型的案例就是应用在智能手表上。
 
由于智能手表在具备传统的计时定时功能的基础之上，还要求具备一定的健康监测甚至是环境监测的功能，比如说像心率、血氧、气压、海拔等等，这就要求系统需要装备更多的外围传感器，同时也意味着更多的数据存储要求。
 
ADI公司中国技术支持中心高级应用工程师辛毅介绍，MAX32650集成的存储器极具竞争力，使得器件可以通过高效的操作就能够管理更多的数据，在支持医疗或者是可穿戴应用的同时不会耗尽代码的空间。“可以说目前在同行业的市场上也很难找到这样大存储空间的低功耗的MCU 产品。”
 
另一方面，除了数据存储需求，高端化智能穿戴设备还会在主控中集成光学传感器、体表温度传感器和电化学传感器等多种传感器，从而实现实时监测个人身体健康状况。目前，健康监测功能已经逐渐成为可穿戴设备的标配功能。在终端设备上，具备健康监测功能的可穿戴设备包括智能手表、智能手环、TWS耳机、智能衣服等。对于MCU来说，丰富功能的实现需要装备更多的外围传感器。
 
为此ADI推出的MAX 32660，该产品具备多个资源，可以更好地控制传感器，并且实现通信。该产品被应用在具备心率监测的TWS耳机上。需要注意的是，由于TWS 耳机取消了耳机线和耳机插口，因此要在极小的空间尺寸下内置电池、电源管理模块、MCU、音频器件、传感器等等元器件，对元器件小型化的需求更加迫切，为了适配TWS耳机的小空间环境，MAX 32660的尺寸仅为1.6mm*1.6mm。
 
当前，可穿戴设备种类不断丰富，除了智能手表、TWS耳机之外，智能头盔也是其中的细分产品。智能头盔的应用场景是：需要电池供电，又需要调用包括关键字拾取、语音控制等AI功能。AI MCU应运而生，并在此发挥出了关键价值。
 
AI MCU可以在边缘也就是设备本地运行AI，而不是依赖云端运行AI，因此具备速度快、不需要外部存储、时钟控制灵活和超低功耗等四大特色。适用于需要使用电池供电、需要及时决策的可穿戴设备。
辛毅介绍，ADI推出的AI MCU MAX7800 X方案基于 ARM Cortex-M4和RISC-V处理器，集成CNN加速器，具备更高的数据吞吐量，速度提高了100 倍。且该方案可以在功耗、速度、成本这三个方面达成最优的平衡，其中成本还能低于 FPGA、GPU解决方案。
 
可以看到，在智能穿戴设备的功能越来越多，性能也越来越强的需求下，MCU作为关键元器件也在不断迭代，不管是低功耗MCU还是AI MCU，未来随着需求的进一步提高，其技术还会迎来新的迭代。