穿戴式科技：赋予超级英雄的超能力

Dialog Semiconductor产品行销事业经理Mark de Clercq。

穿戴式科技早在人类进化史中即不断在演进，从基本御寒到现今已可提供身体信号传感，为健康把关的智能衣，为人类所带来的各种便利，让生活更加精彩。

然对产品开发人员来说，在设计这类穿戴式产品时，仍有许多问题亟待克服，像是电池寿命、产品外型、更方便使用等等，让我们来看看厂商的解决方案…

穿戴式产品体型  从大至小到微型

Dialog Semiconductor(德商戴乐格半导体)产品行销事业经理Mark de Clercq，就「穿戴式科技：赋予超级英雄的超能力」的议题做演说，首先他引述知名漫画来说明超级英雄的穿戴式科技应用范例做开场，例如蜘蛛人的超能力：蜘蛛感官(Spider-Sense)，可以侦测到周遭的危险以快速做出反应。

说到穿戴的驱动与进化，可回溯到石器时代，最早衣服是用来保护身体与御寒。在2000多年前兵工厂推出各种防御装备，让战士穿上铠甲以避免与敌人打斗时而受伤。到了近代，人类发明了眼镜和望远镜，让视力恢复、提升视觉能力。而听觉部分，也有助听器和耳机的发明，提供人们听觉的升级。

从早期的基本穿戴需求，演进到如今穿戴式科技，在包含各式MEMS、耳机、IC、电池、无线网络等元器件的电子数码化及微缩制程之下，使得穿戴式科技的发展越来越能与身体「整合」在一起。例如听觉产品像是原本耳挂式的耳机？助听器，进化到直接做入耳朵上或部分耳道内，甚至体积再微缩到可以完全做在耳道内，到几乎看不见。

在视觉产品部分，穿戴式电脑教父Steve Mann也从1980年代开发出有天线的电脑眼镜后，到1990开始稍微轻盈化的电脑眼镜，直到1990年后期，可以做到跟一般眼镜相当大小的智能眼镜。

甚至，如今Google亦推出智能隐形眼镜，在软性隐形眼镜上面嵌入传感器(透过泪液来检测血糖)与芯片＆天线(接收电力与传送信息)。以上都是拜科技的进步与制程的微缩，使得当今穿戴式科技越来越能微型化、无视化(Invisible)，甚至成为人类身体的一部分。如今穿戴式科技应用在生活、健康、军事、医疗等领域，大家都在为提供「蜘蛛感官」的方向而做努力。

麻雀虽小五脏俱全的穿戴式装置

Mark接下来说明当今穿戴式装置的挑战与解决方案，以目前的系统设计，核心有处理器&存储器(与通讯元件连接)和电源处理元件(与电池连接)，并与使用者界面(屏幕和声音)和各式感应器(含驱动器)做连结。

若将这样的系统细分之后，Sensors就有：镜头、麦克风、GPS、心率器、生物、瓦斯、压力、湿度、光度、加速器？陀螺仪？磁力计等；驱动器有: AFE、ADC、Fusion等；处理器&存储器有: Cortex M或A、DSP、Flash、RAM等；电源管理元件有: DCDC、LDO、充电、电力计、电源管理IC等；使用者界面包含：显示器、触控、声音、LED、振动器、触觉回馈等；通信元件就有：蓝牙Smart、Wi-Fi、Cellular等等。

在上述这麽多元件中，消费者只在乎穿戴式产品能够具备：1.电力超持久；2.无感存在 (意指产品外型必须小到几乎可以忽略)；3.简单使用。因此，SI(系统商)就必须开发出：1.低耗电；2.超小系统体积；3.直觉的UI来因应。

而Dialog提供了电源管理、短距无线技术、超低功耗与音效技术、低待机耗电与高能效AC至DC电源转换等等各式解决方案，来符合穿戴式装置的系统业者导入使用。

微缩合身超省电  满足穿戴式需求

正因穿戴式装置需要超小、省电、高效，因此Dialog提供了SmartBond DA14580的单模蓝牙智能芯片解决方案，具备比同业还省一半以上的耗电量(在3V、0分贝毫瓦的输出电量下，传输仅须耗用4.9mA的电力，系统其他部分仅<600uA的耗电)、小一半以上的体积(采2.5x2.5x0.5mm的WL-CSP封装)，以及少一半以上的外接元件需求(内建ARM Cortex M0与存储器、整合PMU，DC-DC和LDO元件、单一脚位的天线、只须5组外部被动元件)，可说是将传统蓝牙芯片体积缩小到极致。

搭配其DA7212(独立Codec芯片)或DA732x(Codec + DSP 系统单芯片)，提供穿戴式装置长效开机与语音驱动功能，并支持数码麦克风。再搭配其电源管理IC，可缩小约30%的PCB板面积以及待机耗电量。

至于下一代的穿戴式需求趋势，将朝提供更多服务、持续感应、更多感应器的方向来走，但仍须维持一样的产品大小与耗电量。因此下一代产品必须朝更高整合度与更低耗电来发展。Mark举例，若能发展出像钢铁人胸口那种的方舟反应炉，将是理想的解决方案。但现实考量上，可从搭配能源采集、冷热发电、无线充电、动力发电等新技术，来延长电池续航力。

Mark说电脑的发展，从桌电、笔记本电脑、移动设备，到如今的穿戴式装置，未来将会走到植入式(Implantable)装置发展。他绘出活肤装置系统图，包含外皮肤角质的「穿戴层」(如手表、传呼机、手机)、「可抽换层」(药物调剂、界面)，到表皮的「传输层」(药物筛选器、触觉、传感器)、「中介层」(温度ID、智能化妆)，到真皮的「纹身层」(ID、医学传感器)，说明未来将往植入式科技发展。最后他认为穿戴式技术的演变，将会把科幻漫画中的超级英雄，活生生的带到现实生活上。