隨著處理器性能增強，電池續(xù)航時間延長，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的快速進步，可穿戴設備得到了大力發(fā)展，同時產(chǎn)品尺寸更小、成本更低。

智能手表設計的演變

智能手表已成為我們智能、互聯(lián)和運動的生活方式中不可或缺的可穿戴設備。幾十年前，隨著《至尊神探》(Dick Tracy)中的雙向腕式收音機/電視機、《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)，智能手表的概念應運而生。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90年代末。

進入21世紀后，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“腕式計算機”，可提供健身追蹤器的生物識別健康監(jiān)測功能，以及觸摸屏和語音控制、圖形、多媒體和移動電話功能——手腕上的智能手機集各種功能于一身。

熱門趨勢：功能豐富的智能手表，打造注重健康的生活方式

消費者對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，市場應運增長。智能手表也在吸引包括老年人在內的新用戶，因為可穿戴設備制造商增加了健康監(jiān)測功能，能使用戶實時跟蹤自己的健康狀況和生物識別數(shù)據(jù)。

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

智能手表的生物識別傳感功能已經(jīng)變得更加成熟，超越了基本的健康/活動追蹤器的功能，支持一系列健康監(jiān)測功能，包括SOS緊急服務、安全區(qū)警報、接觸者追蹤以及生命體征監(jiān)測和報告。一些智能手表還提供“設備即服務”功能，包括個人健康狀況監(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，以及面向心臟護理、糖尿病管理和物理治療的遠程醫(yī)療保健等。

低功耗是你的超能力。可穿戴設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計配備了運動模式，配備虛擬教練、音樂存儲播放、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 手表的高級功能包括長達21天的電池續(xù)航時間、超高清AMOLED顯示屏、24小時健康管理、150多種運動模式以及用于語音控制的Amazon Alexa等。另一個出色的產(chǎn)品是Garmin Venu 2 Plus，這是一款健身智能手表，專為積極運動的生活方式而打造，支持語音通話、動畫手表鍛煉、睡眠評分和常規(guī)健康監(jiān)測。可穿戴設備也在不斷發(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、外形時尚的雷朋Stories智能眼鏡。

使用恩智浦i.MX RT MCU系列設計續(xù)航時間長的安全智能手表

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

成功的智能手表設計始于優(yōu)化的片上系統(tǒng)(SoC)平臺。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安全性。i.MX RT500/600 MCU將Arm? Cortex?-M33內核的實時功能與高性能DSP內核相結合，有助于釋放智能互聯(lián)可穿戴應用的潛力。

采用恩智浦的低功耗技術延長電池續(xù)航

i.MX RT 500/600 MCU提供高性能和高能效的最佳平衡。MCU可以運行頻率高達300 MHz的Arm? Cortex?-M33內核、集成的Cadence? Tensilica? Fusion F1或HiFi 4 DSP內核、PowerQuad數(shù)學引擎、2D圖形處理GPU和大量片上外設接口來同時運行多個任務。采用這種巧妙的多任務處理方法，可穿戴設備設計能夠使用適當?shù)娜蝿仗幚砉ぞ呋蚪缑妗?/p>

MCU為節(jié)能異構計算提供多種電源模式。例如，Cortex-M33處理器可以在DSP工作時保持睡眠模式。i.MX RT MCU電源架構支持動態(tài)電壓和頻率調節(jié)(DVFS)和多個時鐘分頻器，可輕松調節(jié)處理內核。內核速度可根據(jù)需要調節(jié)，可穿戴設計能使用內置低功耗時鐘源，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。

為您的智能手表設計添加語音功能，實現(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，支持智能手表實現(xiàn)語音助手和語音呼叫功能。我們的語音智能技術(VIT)是一個免費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語音支持和語音處理技術，包括：

? VoiceSeeker——用于語音控制的高級音頻前端信號處理，包括波束成形、高級降噪和回聲消除

? VoiceSpot——低功耗喚醒單詞引擎，以可靠的方式觸發(fā)語音

? Conversa——多麥克風雙向傳輸語音通話套件

為您的智能手表設計生動的圖形和靈活的顯示界面

i.MX RT500 MCU集成2D GPU以呈現(xiàn)生動的圖形，實現(xiàn)現(xiàn)代化的人機交互界面設計，適用于低功耗應用。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智能手表等小巧設備中打造了類似智能手機的驚艷體驗。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，極大地簡化了評估恩智浦MCU和創(chuàng)建豐富嵌入式GUI的流程。

24小時健康安全管理

如今，始終聯(lián)網(wǎng)的智能手表持續(xù)監(jiān)測健康生物識別數(shù)據(jù)，如日?；顒蛹靶穆首兓?。睡眠監(jiān)測也已成為許多智能手表設計的熱門用例。為了在沒有CPU干預的情況下輕松收集生物識別數(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程醫(yī)療保健服務商分享生物識別數(shù)據(jù)，進行監(jiān)測和診斷。因此，必須保證無線連接的安全性和私密性，以保護用戶數(shù)據(jù)。確保智能手表設計的安全性需要強大且易于實施的安全框架，且框架必須基于強大的隔離和成熟的硬件安全技術。為了輔助智能手表和其他可穿戴設備抵御入侵，恩智浦i.MX RT MCU提供先進的內置安全功能，包括安全啟動、唯一密鑰存儲以及對稱和加密算法的硬件加速。

與恩智浦合作，推動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方面的進步將繼續(xù)滿足可穿戴設備設計日新月異的需求。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)化其智能手表設計，在微型外形下降低成本和復雜性，并加快上市的時間。

作者：

Eduardo Montanez

恩智浦半導體邊緣處理事業(yè)部可穿戴設備和個人設備市場總監(jiān)

Eduardo Monta?ez獲得了得克薩斯大學奧斯汀分校電氣工程理學學士學位，主修計算機工程和集成電子技術。Eduardo擁有20多年的半導體行業(yè)工作經(jīng)驗，專注于物聯(lián)網(wǎng)邊緣處理器方面，擔任過多個職位，涉及系統(tǒng)與架構、業(yè)務開發(fā)和市場營銷等領域。目前，Eduardo負責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/耳機、電子閱讀器、AR/VR產(chǎn)品以及其他可穿戴設備。