低成本、高性能可穿戴设计的难点与应对

虽然物联网已经被确认为电子产业的下一轮大事，但谁能继智能手机之后再度开拓一个巨大的市场，哪个产品又能担得起划时代发明的美誉，目前仍是一个美好的‘谜’。EDN China设计新视野栏目特邀东芝半导体市场部高级副经理陈霄东，就如何利用高性能半导体器件，协助物联网、可穿戴设备制造商们设计出合适中国市场的可穿戴设备等问题做了深入交流。

东芝半导体市场部高级副经理陈霄东
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“由于竞争激烈，中国的物联网设备制造商通常要求以最低的部品成本，来达到最高的设备性能。所以目前中国物联网器件供应竞争也是相当激烈，并且难度很高。”对于中国物联网器件供应的竞争格局陈霄东如是表示。 通常进行物联网或可穿戴产品的硬件开发，‘传感+处理+无线传输’是目前普遍存在的模式，而在这三者之间东芝认为处理是三大模块中是最重要的部分。“我们认为对于物联网最重要的是从传感器端所取得的大量信息中挖掘出真正有效的部分，并最终实现多传感器信息的融合。所以处理将变得万分重要。再者，随着物联网市场逐渐成熟，‘传感+处理+无线传输’三者间的平衡与集成也越发重要。东芝的下一步将继续考虑降低成本并考虑‘处理+无线传输’等的集成模式。”陈霄东表示。 硬件设计应对 谈到进行可穿戴产品硬件设计时，东芝所能带给设计师的应对具有何种优势，陈霄东认为会是低功耗，“对于大部分物联网设备，尤其是可穿戴设备来说，都是由电池供电的，这就使得物联网设备的使用时间是有限的，所以低功耗至关重要。东芝的ApP Lite TZ1000 系列应用处理器产品就具有65uA/MHz级的一流低功耗性能，同时东芝也提供业界先进的省电技术，从而得以支持物联网设备尽可能长的使用时间。所以对于东芝的下一步计划，持续为业界提供一流的低功耗解决方案是重点。” 对于中国市场的独特性，陈霄东也表示，“针对下一代可穿戴设备的功能和性能，东芝将把从北美市场所取得的经验分析之后进一步分享给中国本土工程师。为可穿戴产品的开发提供针对中国的本土化解决方案，并在北美经验的基础上寻求器件的集成度、处理能力、功耗三者之间的平衡。” 在集成度上，东芝相比其他半导体厂家的优势在于东芝旗下半导体产品种类丰富，包括处理器，通信模块，存储器等。相比其他半导体公司需要采购不同部件用于集成，东芝可以利用自己旗下的产品实现单封装应用处理器。 同时，陈霄东也进一步表示：“在集成度以外，就东芝在TZ1000系列产品的经验而言，高集成的LSI的真正市场需求还有待考量。未来的TZ1000系列产品也不会仅仅针对于“单芯片”解决方案，东芝将探索更多的可能性。 二次开发与安全 与硬件相对，帮助中国设计师利用这些器件进行有创意的二次开发同样重要。对于二次开发，陈霄东介绍道：“东芝所提供的应用处理器系列，不但具有SoC，同时还提供可穿戴设备市场所需的功能性中间软件，这类带应用的SoC在产品研发过程中更易于二次开发，产品可以迅速投放市场。例如东芝的ApP Lite TZ1000 系列产品不仅仅是一个单封装的应用处理器，东芝还另外提供针对可穿戴市场的软件中间件，比如心率测量、睡眠分析等中间件。所以开发者可以大大缩短可穿戴设备的上市时间。 同时，陈霄东也透露，“目前东芝正研发的TZ1000下一代应用处理器系列TZ1000 next，搭载有屡获某顶级制造商好评的多项技术和扩张性能。中国的研发人员能够自由使用这些技术和扩张性能，研制出独创性的可穿戴设备。”据悉，作为TZ1000应用处理器系列的下一代产品，TZ1000 next目前正在研发当中，将力争于2016年夏实施量产。 而针对物联网的嵌入式开发，确保数据与通信安全尤为重要，在安全方面东芝也有所考虑。据陈霄东介绍，对于安全散列算法SHA 256和高级加密标准算法AES 256等，标准加密型硬件设备接口协议，东芝都可以提供。此外，东芝还可以对来往于大规模集成电路的数据自动实施加密和复合方法，价格也相对更低。“要构建牢固可靠的安全连接，最重要的环节在于密匙管理的手法和量身定制的安全维护机制本身。东芝在这一方面具有的经验可谓是精益求精。” 传感与物联网其他领域 针对应用于可穿戴市场的传感器技术，陈霄东也表达了自己的看法，“传感技术未来的一大趋势将是实现用户在毫无违和感佩戴可穿戴设备的同时，进行尽可能高精度的传感。另外，我们认为对于可穿戴以外的物联网市场，在非接触的前提下如何获得高精度的传感信息也会将是传感器技术发展的一个趋势。目前，东芝由于旗下只有图像传感器产品，将来也会进一步保持和业界一流的传感器厂家合作，以应对未来的多传感器信息融合时代。” 除了可穿戴市场外，东芝对于智能家居、智能硬件等市场部署有不同的计划。“智能家居与智能硬件等应用与可穿戴设备分属于不同的市场，采用的技术也不尽相同。因此，东芝目前无意在这些领域在SoC层面过度推进集成化，而是考虑与其他模块供应商实施合作，向不同市场提供最合适、最具针对性的模块。例如，1GHz以下频段的无线解决方案适用于智能建筑市场，蓝牙+Wi-Fi组合的解决方案适用于智能家居市场。不同的市场需要差异化的无线解决方案。所以在SoC层面上，一味进行过度集成未必就是最佳解决方案。” 《电子技术设计》11月刊版权所有，谢绝转载。