可穿戴设计开发全攻略-EEDesign系列白皮书38

EverythingForEngineers://www.elecfans.com前言在刚刚闭幕的2014CES上，可穿戴设备成为热点，随着Pebble、SONYSmartWatch、SamsungGear、高通Toq和国内百度咕咚手环、果壳电子的GeakWatch等穿戴产品的发布，以及苹果iwatch的预热，各大国际厂商也纷纷推出详尽的设计参考文件，包含电路方块图及建议相关使用元件等，力求在这个以医疗、运动、健康穿戴设备而崛起的大市场里分一杯羹。本专题从MCU/处理器、通信以及传感器三方面，精选目前基于各大原厂器件的可穿戴应用设计方案和产品，旨在给广大工程师们提供一个设计参考的平台。EverythingForEngineers（高端）应用方案-11-北京君正Ingenic北京君正超低功耗处理器JZ4775芯片简介-13-展讯展讯低功耗的TD-SCDMA低成本智能手机平台：SC8810-14-展讯SC7710单核WCDMA/HSPA+芯片简介-16-意法半导体ST意法半导体：STBLC01蓝牙低能耗控制器简介-17-博通Broadcom博通宣布为不断增长的可穿戴设备市场推出支持无线充电的蓝牙智能SoC-18-NordicNordicNordic：nRF51422多协议ANTSoC简介-19-nRF51822：蓝牙低功耗和2.4GHz专利SoC简介-20-传感器飞思卡尔Freescale飞思卡尔TSSMCU:面向微控制器的Xtrinsic触摸传感-22-亚德诺ADIADuCM350：16位低功耗医疗保健用片上计量仪-23-ADXL327：小尺寸低功耗三轴±2g加速度及简介-25-美信Maxim美信生命体征检测服Fit，提供连续、实时的医疗诊断数据-26-Maxim生命体征监测服（Fit）应用方案-26-MAX6655/MAX6656温度传感器及思路电压监测器-28-德州仪器TI德州仪器TMP006：世界首款单片数字IRMEMS温度传感器-30-意法半导体STLIS3DH：用于Pebble智能手表MEMS传感器-31-附录原厂白皮书下载链接汇总-33-目录通信CSRCSR推出Bluetooth®Smart项链创造时尚与智能技术的完美结合-17-EverythingForEngineers（MCU）市场需求火热。随着智能手表、智能眼镜与便携式医疗设备逐渐成为电子产品明日之星，各原始设备制造商(OEM)为开发出效能更佳的产品，已开始导入兼具低功耗与高效能的Cortex-M4MCU，推升高阶MCU市场商机快速扩大。【飞思卡尔·Freescale】飞思卡尔活动与健康监测仪设计方案飞思卡尔活动监测仪应用是高度集成的系统，包含多个模块。这些监测仪用于解析和汇总记录的数据，以提高健康和健身的效果。该仪器是一个非侵入式采集系统，集成了一个计步器、ECG、食品摄入量表、数据存储器、无线通信、计时器以及一个天文台表。生物识别数据可以保存并存储在集成的MicroSD读卡器中。触摸感应接口让用户能够通过一个电容式触摸感应膜控制该设备。了解有关活动与健康监测仪的更多信息(pdf)目标应用心律监测仪-1-EverythingForEngineers（ECG）推荐的解决方案-2-EverythingForEngineers，可测量心率、呼吸模式和其他生命体征。该贴片适用于临床和个人医疗保健应用。贴片型医疗保健产品可增加患者的移动性和舒适性，并可将生命体征数据无线上传至云端，用于实时分析或长期保存记录。飞思卡尔为该应用提供了广泛的低功耗、低成本MCU以及无线解决方案。目标应用活动监测仪、ECG、血糖仪、心律监测仪、呼吸监测仪推荐的解决方案-3-EverythingForEngineers，用于1型和2型糖尿病患者的胰岛素给药。无线胰岛素泵采用射频技术，在一次性胰岛素给药贴片和手持控制器之间建立连接。该手持控制器可用于调节血糖，推荐所需的胰岛素剂量，根据食品数据库提供参考食谱，并将数据上传到医疗云服务，以便进行共享和分析。飞思卡尔提供高集成度、低功耗的无线MCU和MPU，具备高分辨率的图形功能，可满足胰岛素泵和控制器的需求。推荐的解决方案-4-EverythingForEngineers（CGM）用于实时测量1型和2型糖尿病患者血液中的葡萄糖含量。持续血糖监测仪使患者能够更频繁地调整用药剂量，通过移动设备接收通知，无线连接到医疗云服务，并更准确地调整胰岛素用量。它为用户提供了一种简单易用的方法，能够实时、无痛地采集血糖读数。Kinetis系列的ARM®Cortex™MCU提供高度集成、低功耗、互联的解决方案，可满足这种应用的需求。目标应用血糖监测推荐的解决方案-5-EverythingForEngineers【德州仪器·TI】德州仪器MetaWatch可穿戴蓝牙智能手表开发系统设计TexasInstrumentsMetaWatch™Bluetooth®可穿戴手表开发系统具有数字或模拟和数字显示屏，能够快速开发“连接手表”应用。TIMetaWatch具有数字或模拟和数字显示屏，可使开发人员快速而轻松地将设备和应用程序接口扩展到手腕上。MetaWatch平台采用嵌入式蓝牙技术，可连接到智能手机、平板电脑和其他电子设备。MetaWatchSDK/API使手表能够方便显示来自移动应用或互联网服务的信息。TIMetaWatch可穿戴手表开发系统包括一个3ATM防水不锈钢外壳、皮表带、矿物玻璃水晶、振动电机，三轴加速计和环境光传感器。MetaWatch平台优化用于低功率运行，是基于TIMSP430™超低功耗微控制器和CC2560蓝牙主机控制器接口解决方案。框图：特点带两个16x80白色OLED显示屏的模拟/数字（MSP-WDS430BT1000AD）带96x96反射/始终开启显示技术的数字（MSP-WDS430BT2000D）蓝牙无线技术3ATM防水加速计环境光传感器充电电池不锈钢外壳和皮表带-6-EverythingForEngineers“连接手表”应用可连接到智能手机、平板电脑和其他电子设备方便显示来自移动应用或互联网服务的信息【芯科实验室·SiliconLabs】SiliconLabsGiantGeckoMCU助力Echo智能运动手表实现优异续航力高性能模拟与混合信号IC领导厂商SiliconLabs（芯科实验室有限公司，NASDAQ：SLAB）日前宣布，为汽车、健身、户外和移动导航提供创新GPS设备的领导厂商Magellan选择SiliconLabs的EFM32™GiantGecko微控制器（MCU）作为MagellanEcho智能运动手表的节能型处理平台。荣获“CES2014创新设计与工程奖”的Echo是首款具有“开放性”平台的智能运动手表，这帮助了应用程序开发者，使用户在手腕就可以看到和控制他们的应用程序。在可穿戴和配件的新兴市场中，屡获殊荣的MagellanEcho因其创新设计脱颖而出。它的显示界面能够定制化的反映运动健身状况，包括从跑步、骑自行车、徒步旅行到高尔夫运动等，当然它也提供其他特性，例如远程控制智能手机上的音乐和运动应用程序。不同于其他运动手表，Echo充分利用了智能手机中集成的GPS，并且可以直接与具有BluetoothSmart功能的iPhone和Android智能手机进行通信。这种新型的设计最终带来具有极长电池寿命的轻量级运动手表，并且性能远超过其他同类设备。基于ARM®Cortex®-M3内核的32位GiantGeckoMCU在运动手表的能效方面也扮演着极其关键的角色，它使得Echo可以在单节CR2032纽扣电池供电条件下运行长达11个月。MagellanEcho设计团队通过优化GiantGeckoMCU的五种不同能耗模式以及利用MCU的低功耗传感器接口（LESENSE）和外设反射系统（PRS）实现他们的超低功耗目标。这些特性使得节能且自治的外设可以在没有CPU参与的情况下处理定时和传感器控制。Magellan公司健身和可穿戴产品高级总监ClarkWeber表示，“我们设计Echo的目的是为了帮助运动和健身爱好者可以直接访问他们喜爱的训练和娱乐应用程序，同时确保手表易于使用并一直在线，而且具有较长电池寿命和无需充电。由于复杂的多功能特性潜藏需要大量能耗的可能性，因此我们选择EFM32GiantGecko和配套的SimplicityStudio设计工具作为我们的32位低功耗开发平台，这使得我们可以最大化电池寿命，并且不会影响最终用户体验或未来功能扩展。”-7-EverythingForEngineers。免费提供给开发者的SimplicityStudio可以一键访问所有加速开发进程的文档、工具、软件和源代码库。SimplicityStudio核心的工具包括energyAwareProfiler，这是一种用于低功耗嵌入式开发的易用调试工具；还包括energyAwareDesigner，此为一种简化I/O引脚冲突调试任务的工具。SiliconLabs高级副总裁兼微控制器产品总经理GeirFørre表示，“MagellanEcho智能运动手表充分表明我们的节能型EFM32GeckoMCU非常适合这类快速增长的、高能效电池供电的可穿戴设备。我们十分赞赏Magellan为其屡获殊荣的Echo运动手表所引入的多种创新，例如对on-the-go智能手机的兼容性以及为健身应用开发而推出开放平台。”关于MagellanMiTACDigitalCorporation是便携式GPS导航设备品牌Magellan的制造商，总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉，为MiTACInternationalCorporation的全资子公司。Magellan自1986年开始一直是创新GPS导航设备的领导者，其产品在全球市场多个领域中屡获殊荣，这些领域包括普通汽车、休闲汽车、商务、户外运动、健身和移动手机。秉承持续创新精神，Magellan正在不断开发最新的云计算技术、可穿戴、OEM和B2B解决方案，用以满足今天消费者不断更新的需求。【意法半导体·ST】Pebble智能手表采用STM32F205REMCUSTM32F20x系列是基于工作频率高达120MHz的高性能ARM®Cortex™-M332位RISC内核。该系列整合了高速嵌入式