對于可穿戴技術，腕部的需求最多，同時身體其他部位也可能有很多需求。 甚至是我們穿的衣服也正在成為下一大變革的一環(huán)；隨著可穿戴技術的概念為大家所接受，技術正變得越來越移動化。 作為一個新興行業(yè)，它依賴眾多技術，但最離不開的莫過于集成電子元件。幸運的是，對開發(fā)人員來說，嵌入式電子元件已經(jīng)是可穿戴技術無可爭辯的最成熟領域，并因此為OEM 廠商提供了許多機會來影響這一新興趨勢。

　　可穿戴技術預期涵蓋電子元件制造、生物、生化和可再生能源領域，正以一種前所未有方式發(fā)展著。它帶來了無可估量的創(chuàng)新機會，必將在市場上活躍變化數(shù)十年，并會進一步延伸并融入現(xiàn)代生活的方方面面。這一進程我們已經(jīng)走出試探性的第一步，可能會永久性的改變現(xiàn)代生活。

　　關鍵特性

　　簡易懷表早在 16 世紀即已出現(xiàn)，直到第一次世界大戰(zhàn)也沒多大改變，主要變化就是為方便而移到手腕上。 這可以看成第一個曾經(jīng)出現(xiàn)的“可穿戴技術”實例，在隨后的一個完整世紀中，它基本只是一種計時手段。 當然，自從出現(xiàn)集成電子元件后，手表的基本功能已發(fā)了生巨大變化，因此它順理成章地成為可穿戴設備第一批現(xiàn)代實例的改造目標。

　　市場分析雜志 IHS Electronics & Media 將這一類設備定義為因延長時間期間而穿戴，并因此用戶體驗大大提升，同時它們擁有先進的電路、無線連接和獨立處理能力。 該雜志進一步定義了可穿戴技術類別：健身、醫(yī)療護理、工業(yè)、軍事和娛樂。 大體來說，這五個類別均由不同形式的數(shù)據(jù)采集、處理和顯示技術組成，重復本地處理能力需要。

　　當然，在一更技術性的層面，對于任何一個旨在為了延長各級別活動的時間期間而穿戴的設備，其關鍵屬性將是尺寸和功耗，且兩者都是越小越好。 這些都是集成器件制造商考察多年的要求，并受摩爾定律制約和制造和封裝技術發(fā)展制約。 現(xiàn)在這項挑戰(zhàn)就是如何將先進的半導體技術與紡織、傳感器和能源領域新興的“智能”解決方案集成在一起。 可穿戴技術的每一個方面都依賴最優(yōu)的點解決方案組合。幸運的是，已經(jīng)有多種微控制器可以批量供應，有效地解決了這一新興行業(yè)的需要。

　　領先的解決方案

　　隨著 ARM 與合作伙伴 Freescale Semiconductor 合作推出 Cortex-M0+ 內(nèi)核，眾多 IDM（集成器件制造商）已經(jīng)在其超低功耗產(chǎn)品中采用這種內(nèi)核。 Cortex-M0+ 將多種特性與低功耗運行組合到一起，完美契合多種應用需要，且當運用到最新的空間節(jié)省型封裝中時，它就是能夠實現(xiàn)可穿戴技術的解決方案代表。

　　例如 Kinetis KL02 就是來自 Freescale Semiconductor，采用 20 引腳 WLCSP（晶圓級芯片尺寸封裝）封裝選擇，每側尺寸僅為 2 mm，高度小于 0.6 mm。 除了是 ARM 提供的最小 MCU 外，KL02 還具有九個低功耗模式，每個器件均帶有唯一的 80 位標識號。

　　獨特的特性有助于根據(jù)通用處理器內(nèi)核來區(qū)分器件，如 Cortex-M0+。例如，來自 NXP Semiconductor 的 LPC81XM 具有引腳中斷/模式匹配引擎（圖 1），允許在已定義的 I/O 上存在電平，以便使用預定義布林表達式獲取，以生成中斷。 對于需要處理器在睡眠模式花費更多周期的應用來說，這可能比較有用，因為可以節(jié)省電池電量。 

　　圖 1：NXP 的 LPC81 系列采用模式匹配引擎來減少 CPU 活動。

　　Zero Gecko 系列則來自 Silicon Labs， 在外設反射系統(tǒng)中集成了類似的特性，但更復雜。外設能夠彼此通信，同時內(nèi)核仍保持低功耗睡眠模式。 Gecko 器件也采用低功耗傳感器接口 (LESENSE) 技術，這種技術能夠讓設備控制多達十六個模擬傳感器，而無需 CPU 干預（圖 2）。 它工作在 900 nA 睡眠模式，可與容性、感性和阻性傳感器連接。 這可能與為健康監(jiān)控或家庭護理開發(fā)的可穿戴技術特別相關，在這些應用中傳感器將用于長期監(jiān)控身體狀況。 

　　圖 2：Silicon Labs 提供的 Gecko 器件中的 LESENSE 接口能夠讓外設與模塊外設互動，無需使用 CPU。

　　作為新興市場，“典型”一詞不能用于任何可穿戴技術，但是由于它明顯只是在穿戴時才活動，因此預期任何器件大部分時間不活動是合理的。 但是由于任何使用者都希望當需要設備時就始終能“立即”運行，因此如果還要花時間重新給耗盡的電池充電是決不會被接受的。 出于這一原因，超低功耗模式對于確保設備能始終保持就緒狀態(tài)是至關重要的，而 Cortex-M0+ 內(nèi)核就是按這種低功耗要求設計，IDM 通?？梢允褂盟鼈儗崿F(xiàn)總體低功耗戰(zhàn)略。 最后談談來自 STMicroelectronics 的 STM32L0 系列，該系列提供待機模式，當實時時鐘 (RTC) 關閉時只消耗 0.27 μA 電流（如果 RTC 保持開，則消耗升至 0.65 μA（1.8 V 時））。 該器件只需 60 μS 即可從待機模式喚醒，但只保持留存在待機寄存器中的數(shù)據(jù)。

　　盡管只提供兩個低功耗模式，Atmel 提供的這種基于 Cortex-M0+ 的 ATSAMD20 系列也實現(xiàn)了一種智能外設方法，能最大程度地降低內(nèi)核活動。 事件系統(tǒng)允許外設直接發(fā)送和接收信號（事件），無需喚醒內(nèi)核即可執(zhí)行。 它同時工作在異步和同步兩種模式，事件系統(tǒng)提供八個可配置通道，并組成五十九個事件“發(fā)生器”，和十四個事件“用戶”（圖 3）。

　　圖 3：Atmel 事件系統(tǒng)技術允許 ATSAMD20 保持在低功耗工作模式。

　　能量收集

　　可穿戴技術中一個尚未全面解決的問題就是為設備提供所需要的能量（雖然很?。?電池仍是主要解決方案，但電池相對較大，因此我們不可避免的要求或希望使用可持續(xù)的來源為較小的設備供電。 因此，能量收集概念迅速流行起來。

　　可穿戴技術正在快速發(fā)展中，預期在創(chuàng)新領域將有的巨大的增長潛力。 因此很有可能將永久性地改變我們的生活。