新产品深究,智能手表系统设计剖析

穿戴式电子,尤其是智慧型手表正逐渐受到重视,已经有诸多国际大厂、新兴业者投入发展,但目前仍在前期阶段,因而百家争鸣,各种设计方式、实现手法都有,且差异极大。对此,本文以处理器、储存资源、电池、充电等设计方式来做一剖析。
附图 : 智慧手表纷纷上市,硬体规格是各有一套作法。(图:wimm labs) bigpic:516x338
单核32位元cortex-m为主
先说明处理器,处理器可以从最低阶的单核16位元微控制器,到最高阶的双核32位元处理器皆有。如metawatch公司的meta watch表即使用德州仪器(ti)的msp430微控制器,为德州仪器的专属16位元架构微控制器。
又如omate的truesmart表使用联发科(mtk)的mt6572,内部为2个cortex-a7执行核心,时脉高达1ghz。另外也有异质双核的作法,如agent表使用一颗cortex-m4处理器,但又有一个辅助的atmel avr系列微控制器,以此强调有更佳、更智慧的功耗管理控制。
虽然从单核16位元到双核32位元皆有,但多数的智慧表多采行单核32位元,且以cortex-m系列较多,仅少数使用cortex-a系列(如omate的trusmart表或samsung galaxy gear表)。
储存资源:128kb – 32gb
处理器迥异,连带的记忆体与储存资源也是天壤地别,记忆体可以只有128kb,也可以高到4gb;储存可以只有1mb,也可以高到有32gb(如wimm labs的wimm one表,该团队日前已被google收并),甚至可用micro-sd记忆卡来扩展延伸记忆、储存空间。
电池设计各派皆有
处理器是最核心的,而最末微的电池,目前也是各派各流都有,最简单的电池设计是直接采用今日常用的标准钮扣电池,例如connectedevice公司的cookoo表便使用cr2032锂电池。
若不用标准钮扣电池,只能使用锂聚合物电池,目前不同的智慧表电容量不一,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)。
无线充电极具优势
除电池电量的差异外,充电方式也各有不同,一般而言采行与智慧型手机相同的方式,即标准的micro-usb介面充电。不过,偏偏有业者为了让手表防水,所以采行特殊的连接器,但本质仍是micro-usb,如pebble公司的pebble表即是如此,同时还加入磁吸连接效果。
另也有全然不采行usb技术的业者,如meta watch表就采行特殊的夹子型充电器,该夹子(连接器)也是智慧表与电脑或外部沟通联系的传输介面,但采行的是spy-bi-wire,是一种串列式的jtag传输协定,采行此种特殊传输协定的原因无他,因为meta watch表使用的微处理器是ti msp430,该处理器支援该协定,甚至该协定即是为该微控制器发展的。
另外也有业者不采行实际接触的充电方式,而是用非接触式的无线感应充电,如agent表即采行wpc(wireless power consortium)所订立的无线充电标准qi(中文:气)。
今日已有许多智慧型手机采行qi的无线充电标准,如nokia的lumia系列智慧型手机,google的nexus 4智慧型手机、nexus 7平板(第二代才有),samsung的galaxy s3/s4智慧型手机,或结合手写平板功效的galaxy note 2等。
若qi标准的充电底座能日益普及,底座不仅可以帮手机充电,也可以帮平板、智慧表充电,如此买智慧表者可能不再需要买充电的连接线,数据传输则改用蓝牙,使无线充电座的整体价值(综效)提升。
当然,除qi外,另2个主要的无线充电阵营与标准(pma、a4wp)亦可能受智慧表业者青睐,并积极延伸布局、卡位。由此看来,采行不同的充电方式似乎均有其考量与理由,钮扣电池可临时去便利店买来换装、micro-usb最普遍、防水也是必须、特殊夹子较配合表内的微控制器、无线充电具未来综效可能性…。
表带设计
除处理器与电池外,就连表带也是一堆不同设计考量,如与表芯合一设计,或可更换不同颜色的表带,可更换标准的24mm宽度的表带,表带可以是皮的、矽胶的、不锈钢的等等,再加上atm标准(如3atm、5atm)、ip标准(如ip57、ip58)的防水设计等,看来智慧表的设计发展仍有段磨练期要走。

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