穿戴式產品持續增溫 引爆微型MCU應用熱潮

智能手錶、智能腕帶等穿戴式裝置也和智慧手機一般，感測功能越來越多元，使用針對穿戴應用優化的感測模組將可減省開發時間。Microchip

穿戴式裝置市場持續發燒，根據Cisco研究指出，2015年全球穿戴式應用產品將有250億美元市場，預料2020年穿戴式市場將呈現倍翻擴展，面對使廠需求驟增，也吸引越來越多晶片業者積極投入適用於穿戴式設備需求設計的微控制器解決方案…

隨著穿戴式產品不斷翻新，各式新穎造型的穿戴產品推陳出新，目前已有Samsung、Sony、Google、Apple、Qualcomm、Intel、Freescale等國際大廠競相推出穿戴設備、或是適用於穿戴式裝置使用的解決方案，尤其在2014年的CES(Consumer Electronics Show)展中以Wrist Revolution及Fashion Ware兩大展區大規模呈現穿戴科技產品，也等於宣示了2014年穿戴式裝置市場即將爆發的訊息。

醫療級穿戴設備要求高

檢視目前穿戴式裝置樣態，主要有兩大產品類別，一是結合遠距醫療、生理資訊監控用途，另一種是以運動與個人健康管理用途為主的個人生理狀態感測器，除此之外還有新穎的智能手錶、智能飾品等特殊產品，當然這些智能手錶、飾品，也大多具備部分配戴者生理狀態感測功能，而不只是單純的智能手錶或是飾品用途。

遠距醫療類型穿戴式產品，由於產品需投放於醫療應用市場，較屬於垂直整合形市場產品，另醫療設備在安規與檢測要求較3C用品而言相對嚴苛，一般業者並不容易進入醫療電子市場，而僅具個人健康管理、生理資訊監控用途的穿戴設備，因為較不涉及醫療用途，也是目前穿戴設備廠商積極投入的應用市場。

穿戴式解決方案  需滿足低功耗、低成本要求

而智能產品穿戴化的發展方向，也將產品的樣態進一步限縮在必須能夠讓配戴者無負擔、長效電池壽命等功能要求，這也代表著穿戴式產品需要在極輕重量下維持基本運作與感測效能。

雖然目前可用的運算平台，大多能在功耗表現、運算性能、產品尺寸上滿足穿戴產品的開發需求，但實際上面對智能手錶產品開發，仍會遭遇許多困難的技術整合問題。以智能手錶產品觀察，目前智能手錶已有Sony、Samsung、Google與少數幾個新創業者較積極投入，智能手錶產品在目前亟需改善的技術瓶頸相當多，例如，如何讓電池續航力可以達到2？3天以上連續使用而不需充電、顯示屏幕如何能在戶外清晰可辨、手錶外殼製作水準如何達到飾品等級等。

ARM MCU具發展穿戴應用潛能

在電池續航力部分，現有智能手錶大多使用ARM基礎的整合晶片，耗電量極低，反而是在顯示屏幕的功耗問題較難解決，以現有市售產品觀察，穿戴式智能手錶主要應用E-Ink、OLED、LCD三種小尺寸顯示器為主，其中OLED可在無背光模組條件下運行，可將顯示屏幕厚度大幅壓縮目前也成為彩色顯示智能手錶的主流屏幕選項。

但在彩色化顯示屏幕的智慧手錶產品，雖然彩色效果更吸引人，但實際上也導致電池續航力大多僅能維持1？2天不等效能，對於穿戴式產品的電池續航力要求大多僅算是基本達標效果，電池效能改善方面仍有相當多可以改良之處。

除功耗問題外，智能手錶在運作核心仍處於初步開發階段，不像平板電腦、智慧型手機使用之嵌入式系統已有多年開發基礎，即便Google最近才釋出針對穿戴應用建置的嵌入式系統，但實際上相關開發資源與系統平台優化仍需時間進行。

智能手錶產品挑戰大  然售價過高影響市場擴展

智能手錶需要改善的地方不只功耗、系統優化等問題，智能手錶在商品化目標還需要一般常規手錶進行競爭，也就是說智能手錶的產品體積、重量、外型都需要能與一般手錶差距接近才能算是一個較完善的穿戴式產品，但目前已推出的智能手錶體積礙於需要設置更大的電池與裝載功能模組等問題，產品體積大多略大於一般手錶，可改善的空間仍相當大。

反觀穿戴式的個人運動記錄器、智能腕帶這類產品，沒有手錶一定需要錶面顯示的顯示屏需求，市售智能腕帶有使用LED、OLED顯示矩陣或是小型LCD設計方案，顯示屏幕不須呈現大量資料，僅需要顯示如累計步伐、運動參數等，屏幕消耗的電能相對較少，僅需在平台、系統與顯屏進行設計節能優化，產品大多能達到3？5天的電池續航力，相較智能手錶更能滿足用戶的長期配戴記錄生理資料需求。

智能腕帶成本低、產品多樣  成穿戴產品市場爆發重點

也由於智能腕帶的功能單純，較無智能手錶般需要能與智能手機連線呈現如簡訊、電子郵件、SNS(Social Network Services)訊息等加值應用，因此在嵌入式系統選擇方面可以朝更簡化的系統平台選擇。綜觀目前穿戴式裝置產品主流，以智能腕帶在產品特性上較能滿足終端用戶需求，尤其是新穎的應用整合、低終端售價優勢，較具市場爆發性成長空間。

若以極低功耗、低成本方向思考，目前可用的智能運算平台，僅有ARM MCU微控制器平台具備較佳導入優勢，加上ARM架構在運行功耗表現佳，嵌入式系統除可使用智慧型手機常見的Android平台，也有大量Linux或是其他嵌入式系統平台開發資源可選，開發條件相對彈性與多元，甚至智能腕帶本身的功能即相對有限，在開發產品方面也不會有太大的韌體升級或儲存空間擴充需求，甚至也可減省無線網路、或是低功耗藍牙無線傳輸的整合需求，使智能手環的產品成本優勢更高。

晶片廠商紛推出解決方案平台  搶攻穿戴醫療應用市場

綜觀智能穿戴裝置的產品要求，基本上不脫離微型化、低功耗、互聯性與感測元件整合等要求，尤其是穿戴式產品以人體配戴應用為主，產品必須達到重量與體積極小的狀態才能滿足產品設計要求，也有越來越多微控置器業者針對穿戴應用整合開發應用平台，讓產品開發商可以快速地在應用平台上建構產品所需功能。例如Freescale就推出號稱針對穿戴式裝置設計的WaRP平台，在成本、體積、功耗等表現進行設計優化。

WaRP平台在體積微縮設計方面，WaRP的開發板面積僅38x14mm，運行功耗優化運用複合功耗管理架構，選用目前運行功耗最低的ARM Cortex-A9搭配Cortex-M0+整合的sensor Hub架構，同時WaRP平台還可選用LCD顯示屏或是功耗更低的的E-Ink顯示屏幕，同時在平台網通架構上支援Wi-Fi、Bluetooth 4.0無線通訊。

除了Freescale的WaRP平台外，STMicroelectronics則看好穿戴醫療市場，目前成立穿戴醫療團隊積極以軟硬體與系統整合優勢，搶攻健康醫療穿戴應用市場；此外，手機晶片大廠Qualcomm，在2011年也成立了Qualcomm Life積極投入健康醫療智能化市場，準備善用自家對無線通訊核心技術的掌握優勢，切入行動穿戴健康醫療應用市場。