平台在物联网及可穿戴设计中的巨大作用

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 物联网开发商的希望是什么?对可穿戴设计的客观研究显示,平台方式正在帮助设计师应对物联网领域的艰巨挑战方面发挥重大作用。

《福布斯》有篇题为“2016消费电子展五大颠覆性创新”的文章,该文章把“供应商成为平台”列为第二大最杰出的研究成果。有意思的是,文章中概述的五大颠覆性力量都与物联网相关。巧合吗?不尽然。

2016消费电子展主要展示了智能和互联设备的产生如何引发互联世界的到来。然而,物联网巨头在探索互联的真实价值的同时,也需要新的商业模式,这些新的商业模式反过来使上市时间显得更为关键。

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以智能可穿戴设备为例,这类设备无疑是今年消费电子展的重头戏。一款可穿戴设计包括一个或多个传感器、诸如无线电控制器这般的互联解决方案、一个可执行系统级功能的处理器、以及用于记录信息的存储器、显示屏和电池。那么物联网和可穿戴开发商的希望是什么?

开发商的希望是有一款平台可让他们快速、高效地为成品提供帮助。而设计人员就不能简单地用基本块来进行试验,因为他们首先需要的是能高效、平稳运行的基本硬件和软件功能。

可穿戴设计剖析

首先,可穿戴设计面临的功率限制甚至比移动设备更大。毫无疑问,可穿戴设计的关键在于超低功耗的微控制器,因为它们结合了闪存、片上RAM和多重接口选项,同时又可以分别在工作期和空闲期以智能方式通电和断电。

其次,可穿戴设计面临的又一难题与规格尺寸相关,因为这类设备会被磨损,所以它们必须小巧玲珑。而这一点要求进一步缩小线路板的尺寸,提高其集成水平。这样,才能连入物联网平台。

在功率、性能和规格尺寸这些考量因素当中,选择合适的物联网平台意味着设计人员将很可能获得合适的基本组成模块,而这将使物联网开发商专注于应用、差异性和消费者需求。

这正是Atmel发布面向成本优化的物联网和可穿戴应用的参考平台的目标所在。Atmel的超低功耗平台专为需要监测活动和环境的电池供电可穿戴设备而设计。该平台已在消费电子展举办的那一周上发布
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物联网开发商平台

以下是Atmel发布的针对物联网和可穿戴设计的平台的关键亮点。

处理器:微控制器的低功耗要求使其成为可穿戴设计的可能选择;微控制器对传感器输入进行沟通和处理,在睡眠状态下仅消耗极少的电池功率。L21微控制器曾在2015年成为头条新闻,此前,它在EEMBC ULPBench进行的低功耗基准测试中遥遥领先。

Atmel的SMART SAM L21微控制器——基于ARM的最低功耗Cortex-M0+处理内核——在基准测试中的评分为185,能在工作模式下将功耗降到35µA/兆赫,而在睡眠模式下则降为200nA。

通信:该BTLC1000是一款超低功耗蓝牙智能(BLE 4.1)片上系统(SOC),配备ARM Cortex-M0内核、收发器、调制解调器、MAC、功率放大器、TR开关和电源管理单元(PMU)。它既可用做一个BLE链路控制器或带有外设主机微控制器的数据泵,又可作为一个带有嵌入式BLE连接和外部存储器的独立应用处理器。

Atmel公司称,其BTLC 1000蓝牙解决方案——一个2.2毫米x2.1毫米的晶圆级芯片尺寸封装——比最有竞争力的解决方案小25%。《电子产品》杂志已经证实这一点,称其为功率最低的BLE芯片组,该芯片组在RX条件下,功耗小于4mA,在0dbm和TX的条件下,功耗小于3mA。

安全性:Atmel公司是为物联网市场提供专业安全硬件的首批芯片制造商之一。该公司的微控制器集成了防克隆,真实性验证和加密功能。

显示屏:可穿戴设备通常会在显示屏上显示时间、测量、地图和通知等数据,而该显示屏的电容触摸为非常直观的与上述信息对接的形式。Atmel公司的微控制器可以通过该公司提供的软件库对电容式按钮进行直接管理。

此外,Atmel还提供独立的显示控制器以支持电容式按钮,滑条和滑轮(BSW)的运行。这些触摸解决方案可以在潮湿环境下应用,这是许多可穿戴式应用的一个关键要求。Atmel的maXTouch电容式触摸屏控制器技术是一个具有低功耗、精密度和灵敏度的领先接口解决方案。

传感器:可穿戴设计开发框架的特点包括BHI160六轴SmartHub运动传感器和博世公司(Bosch)出品的BME280环境传感器。值得注意的是,博世是Atmel公司的传感器合作伙伴之一。但是,可穿戴产品设计师可以从Atmel公司的其他传感器合作伙伴中自由挑选自己的传感器。

软件支持:软件包包括实时操作系统、Atmel的Studio 7集成开发环境和Atmel的START,Atmel称,START是世界上首个针对软件配置与代码生成而研发的基于web的直观工具。此外,Atmel软件框架(ASF)为蓝牙适配器提供了通信库。

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事实上,自iPhone问世以来,设计已经从硬件和软件功能模块发展成为完整的开发商生态系统。随着物联网产品的诞生,设计正变得日益多样化,在这种情况下,生态系统正把平台推向一个全新水平。

选择合适的物联网平台意味着设计人员将很可能会调整基本组成模块,那样一来,他们就能专注于应用和消费者需求。物联网平台为设计师提供了差异化空间,这是可穿戴设备获得消费者青睐的一个关键因素。

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