恩智浦i.MX RT MCU技術(shù)賦能智能手表未來

作者：Eduardo Montanez

隨著處理器性能增強(qiáng)，電池續(xù)航時(shí)間延長，互聯(lián)愈發(fā)普遍，傳感、監(jiān)控和跟蹤更智能以及更友好的用戶界面等方面技術(shù)的快速進(jìn)步，可穿戴設(shè)備得到了大力發(fā)展，同時(shí)產(chǎn)品尺寸更小、成本更低。

智能手表設(shè)計(jì)的演變

智能手表已成為我們智能、互聯(lián)和運(yùn)動(dòng)的生活方式中不可或缺的可穿戴設(shè)備。幾十年前，隨著《至尊神探》（Dick Tracy）中的雙向腕式收音機(jī)/電視機(jī)、《杰森一家》（The Jetsons）中的笨重視頻腕表以及《星際迷航》（Star Trek）電影中首次亮相的“腕式通訊器”等科幻小玩意的出現(xiàn)，智能手表的概念應(yīng)運(yùn)而生。帶LED屏幕的數(shù)字手表是智能手表的前身，它于20世紀(jì)70年代初上市，而第一批具有處理和通訊功能的真正智能手表則出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代末。

進(jìn)入21世紀(jì)后，智能手表繼續(xù)發(fā)展，與腕式健身追蹤器展開競爭。如今的智能手表成為了功能豐富、無線連接的“腕式計(jì)算機(jī)”，可提供健身追蹤器的生物識(shí)別健康監(jiān)測功能，以及觸摸屏和語音控制、圖形、多媒體和移動(dòng)電話功能——手腕上的智能手機(jī)集各種功能于一身。

熱門趨勢：功能豐富的智能手表，打造注重健康的生活方式

消費(fèi)者對(duì)功能豐富的智能手表的需求日益增長，尤其是精通科技的千禧一代城市人口，市場應(yīng)運(yùn)增長。智能手表也在吸引包括老年人在內(nèi)的新用戶，因?yàn)榭纱┐髟O(shè)備制造商增加了健康監(jiān)測功能，能使用戶實(shí)時(shí)跟蹤自己的健康狀況和生物識(shí)別數(shù)據(jù)。

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如今的智能手表甚至比幾年前功能更強(qiáng)大。智能手表通常借助連接藍(lán)牙的智能手機(jī)或直接通過Wi-Fi、4G-LTE或5G與云和流媒體服務(wù)通信。近年來，電池續(xù)航時(shí)間有所提升，一些型號(hào)的智能手表電池續(xù)航時(shí)間從幾天延長到幾周。有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）和有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管（AMOLED）顯示屏以及帶有動(dòng)畫、語音控制和音頻播放的生動(dòng)圖形用戶界面打造了更直觀的用戶體驗(yàn)。如今的智能手表還具有更強(qiáng)大的內(nèi)置信息安全功能，可保護(hù)個(gè)人和商業(yè)數(shù)據(jù)。

智能手表的生物識(shí)別傳感功能已經(jīng)變得更加成熟，超越了基本的健康/活動(dòng)追蹤器的功能，支持一系列健康監(jiān)測功能，包括SOS緊急服務(wù)、安全區(qū)警報(bào)、接觸者追蹤以及生命體征監(jiān)測和報(bào)告。一些智能手表還提供“設(shè)備即服務(wù)”功能，包括個(gè)人健康狀況監(jiān)測（即睡眠模式、心率監(jiān)測、跌倒檢測和血氧水平），兒童、老年人和寵物的位置監(jiān)測，以及面向心臟護(hù)理、糖尿病管理和物理治療的遠(yuǎn)程醫(yī)療保健等。

低功耗是你的超能力。可穿戴設(shè)備單次充電可使用數(shù)周。了解適合電池供電產(chǎn)品的i.MX RT MCU如何賦能智能可穿戴產(chǎn)品。

許多功能齊全的智能手表設(shè)計(jì)配備了運(yùn)動(dòng)模式，配備虛擬教練、音樂存儲(chǔ)播放、語音通話、本地語音控制和語音云助手，如Amazon Alexa和Google Assistant。例如，Amazfit GT3 手表的高級(jí)功能包括長達(dá)21天的電池續(xù)航時(shí)間、超高清AMOLED顯示屏、24小時(shí)健康管理、150多種運(yùn)動(dòng)模式以及用于語音控制的Amazon Alexa等。另一個(gè)出色的產(chǎn)品是Garmin Venu 2 Plus，這是一款健身智能手表，專為積極運(yùn)動(dòng)的生活方式而打造，支持語音通話、動(dòng)畫手表鍛煉、睡眠評(píng)分和常規(guī)健康監(jiān)測?？纱┐髟O(shè)備也在不斷發(fā)展，不僅限于腕式，還包括眼鏡式，如具有照片捕捉、視頻錄制和音頻播放功能、外形時(shí)尚的雷朋Stories智能眼鏡。

使用恩智浦i.MX RT MCU系列設(shè)計(jì)續(xù)航時(shí)間長的安全智能手表

與領(lǐng)先的平臺(tái)提供商合作，以在激烈的智能手表市場贏得競爭優(yōu)勢。使用經(jīng)過市場驗(yàn)證的處理平臺(tái)，您可以專注于自己最擅長的事情：設(shè)計(jì)與眾不同的創(chuàng)新智能手表產(chǎn)品。恩智浦作為您的可穿戴設(shè)備技術(shù)合作伙伴，可提供廣泛的低功耗微控制器（MCU）產(chǎn)品組合、先進(jìn)的語音軟件、強(qiáng)大的安全技術(shù)和全面的開發(fā)生態(tài)體系。

成功的智能手表設(shè)計(jì)始于優(yōu)化的片上系統(tǒng)（SoC）平臺(tái)。恩智浦的i.MX RT500和i.MX RT600系列安全跨界MCU提供低功耗處理和高性能功能的理想平衡，以及豐富的集成和高級(jí)安全性。i.MX RT500/600 MCU將Arm^?Cortex^?-M33內(nèi)核的實(shí)時(shí)功能與高性能DSP內(nèi)核相結(jié)合，有助于釋放智能互聯(lián)可穿戴應(yīng)用的潛力。

采用恩智浦的低功耗技術(shù)延長電池續(xù)航

i.MX RT 500/600 MCU提供高性能和高能效的最佳平衡。MCU可以運(yùn)行頻率高達(dá)300 MHz的Arm^?Cortex^?-M33內(nèi)核、集成的Cadence^?Tensilica^?Fusion F1或HiFi 4 DSP內(nèi)核、PowerQuad數(shù)學(xué)引擎、2D圖形處理GPU和大量片上外設(shè)接口來同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。采用這種巧妙的多任務(wù)處理方法，可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)能夠使用適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)處理工具或界面。

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MCU為節(jié)能異構(gòu)計(jì)算提供多種電源模式。例如，Cortex-M33處理器可以在DSP工作時(shí)保持睡眠模式。i.MX RT MCU電源架構(gòu)支持動(dòng)態(tài)電壓和頻率調(diào)節(jié)（DVFS）和多個(gè)時(shí)鐘分頻器，可輕松調(diào)節(jié)處理內(nèi)核。內(nèi)核速度可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，可穿戴設(shè)計(jì)能使用內(nèi)置低功耗時(shí)鐘源，而不是更高功率的外部源。這些創(chuàng)新低功耗MCU可將智能手表的電池續(xù)航延長至三周。

為您的智能手表設(shè)計(jì)添加語音功能，實(shí)現(xiàn)語音控制操作

恩智浦的i.MX RT MCU集成了TenSilicon Fusion 1或HiFi 4 DSP，可提供高性能音頻DSP功能，支持智能手表實(shí)現(xiàn)語音助手和語音呼叫功能。我們的語音智能技術(shù)（VIT）是一個(gè)免費(fèi)的綜合語音控制軟件包，可作為MCUXpresso SDK中的現(xiàn)成庫。VIT使用恩智浦的在線模型創(chuàng)建工具啟用客戶定義的喚醒詞和語音命令。除了VIT，恩智浦還可提供高級(jí)語音支持和語音處理技術(shù)，包括：

VoiceSeeker——用于語音控制的高級(jí)音頻前端信號(hào)處理，包括波束成形、高級(jí)降噪和回聲消除

VoiceSpot——低功耗喚醒單詞引擎，以可靠的方式觸發(fā)語音

Conversa——多麥克風(fēng)雙向傳輸語音通話套件

為您的智能手表設(shè)計(jì)生動(dòng)的圖形和靈活的顯示界面

i.MX RT500 MCU集成2D GPU以呈現(xiàn)生動(dòng)的圖形，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)，適用于低功耗應(yīng)用。恩智浦全面的軟件生態(tài)體系包括一系列來自合作伙伴的第三方解決方案，進(jìn)一步簡化了圖形開發(fā)。

Zepp OS UI搭載AMETEK Crank軟件，在Amazfit GT3智能手表等小巧設(shè)備中打造了類似智能手機(jī)的驚艷體驗(yàn)。Zepp OS基于FreeRTOS的開源代碼，是目前市場上最輕的智能手表操作系統(tǒng)之一，搭載i.MX RT500等系列低功耗、高性能MCU，可使智能手表單次充電后運(yùn)行三周。

AMETEK Crank Storyboard GUI框架可在恩智浦的MCUXpresso IDE工具包中直接獲取，極大地簡化了評(píng)估恩智浦MCU和創(chuàng)建豐富嵌入式GUI的流程。

24小時(shí)健康安全管理

如今，始終聯(lián)網(wǎng)的智能手表持續(xù)監(jiān)測健康生物識(shí)別數(shù)據(jù)，如日?；顒?dòng)及心率變化。睡眠監(jiān)測也已成為許多智能手表設(shè)計(jì)的熱門用例。為了在沒有CPU干預(yù)的情況下輕松收集生物識(shí)別數(shù)據(jù)，i.MX RT MCU配備了低功耗DMA引擎和一系列低功耗傳感器接口，如I²C和I³C總線。

如今的智能手表能夠與遠(yuǎn)程醫(yī)療保健服務(wù)商分享生物識(shí)別數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)測和診斷。因此，必須保證無線連接的安全性和私密性，以保護(hù)用戶數(shù)據(jù)。確保智能手表設(shè)計(jì)的安全性需要強(qiáng)大且易于實(shí)施的安全框架，且框架必須基于強(qiáng)大的隔離和成熟的硬件安全技術(shù)。為了輔助智能手表和其他可穿戴設(shè)備抵御入侵，恩智浦i.MX RT MCU提供先進(jìn)的內(nèi)置安全功能，包括安全啟動(dòng)、唯一密鑰存儲(chǔ)以及對(duì)稱和加密算法的硬件加速。

與恩智浦合作，推動(dòng)下一代智能手表的發(fā)展

隨著智能手表新用例的興起，恩智浦在跨界MCU、無線連接、傳感器接口、語音軟件和安全技術(shù)方面的進(jìn)步將繼續(xù)滿足可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)日新月異的需求。恩智浦全面的軟件解決方案和第三方生態(tài)體系幫助開發(fā)人員優(yōu)化其智能手表設(shè)計(jì)，在微型外形下降低成本和復(fù)雜性，并加快上市的時(shí)間。如需了解恩智浦的智能手表和其他可穿戴設(shè)備的解決方案，請?jiān)L問www.nxp.com/wearables或下載我們的手冊。

Eduardo Montanez

恩智浦半導(dǎo)體邊緣處理事業(yè)部可穿戴設(shè)備和個(gè)人設(shè)備市場總監(jiān)

Eduardo Monta?ez獲得了得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校電氣工程理學(xué)學(xué)士學(xué)位，主修計(jì)算機(jī)工程和集成電子技術(shù)。Eduardo擁有20多年的半導(dǎo)體行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，專注于物聯(lián)網(wǎng)邊緣處理器方面，擔(dān)任過多個(gè)職位，涉及系統(tǒng)與架構(gòu)、業(yè)務(wù)開發(fā)和市場營銷等領(lǐng)域。目前，Eduardo負(fù)責(zé)恩智浦的全球市場戰(zhàn)略和市場增長，為客戶開發(fā)跟蹤器、智能手表、耳機(jī)/耳機(jī)、電子閱讀器、AR/VR產(chǎn)品以及其他可穿戴設(shè)備。

關(guān)鍵詞： 語音控制 生物識(shí)別 解決方案 智能手機(jī) 生活方式