可穿戴设备受到尺寸和重量的限制，比移动设备有更严格的芯片尺寸和功耗要求。
因此，微控制器（MCU）、微处理器（MPU）和微机电系统（MEMS）传感器等元件开发商纷纷推出功耗更低或集成度更高的新一代解决方案，希望抢占可穿戴电子商机。
可穿戴设备将引发新一轮芯片大战。
可穿戴设备受到尺寸和重量的限制，并且需要与一般移动设备不同的组件规格。
为了抓住这一商机，可穿戴设备关键部件的开发商都在努力推出新一代低成本可穿戴设备。
功耗或高集成度解决方案，再次刷新移动设备组件规格。
Silicon Labs美国区域营销总监Raman Sharma表示，从Misfit或Magellan等可穿戴设备开发商给公司的反馈可以看出，在设计可穿戴产品时，首先要注意的也是最重要的一点就是零部件是否充足、经济。
他们强调，足够长的电池续航时间是可穿戴产品能否被消费者接受并在市场上取得成功的关键；因此，可穿戴设备开发人员通常选择低功耗微控制器（MCU）。
）作为设备处理核心，延长电池寿命。
为了满足大多数可穿戴设备的低功耗要求，MCU制造商不仅努力最小化系统待机和工作电流，还努力优化MCU在睡眠状态下的功耗。
这将决定MCU厂商能否成功。
进入可穿戴市场的重要指标。
MCU 制造商致力于为可穿戴应用提供低功耗设计。
新唐微控制器产品中心副总监林仁烈表示，为了实现超低功耗，厂商在开发MCU时通常会引入睡眠模式（Sleep）。
Mode）设计使得MCU在系统运行的大部分非高峰时段都处于低功耗睡眠状态，进一步降低了设备的整体功耗。
林仁烈进一步指出，满足可穿戴设备需求的低功耗MCU的工作电流必须达到微安（μA）以下的水平，睡眠模式下的待机电流也必须在1微安以下；然而，当MCU处于睡眠模式时，系统并不是完全静止的。
因此，如何在MCU处于睡眠模式时优化系统设计，使设备更加省电，成为MCU厂商努力改进的一大重点。
其中，快速的唤醒时间是首要关键。
据了解，为了实现节能，MCU制造商往往会在MCU中添加各种工作模式。
单独的睡眠模式可能有几种。
以Atmel的SAM4L系列为例，可以支持睡眠、待机、保存、备份四种睡眠模式。
在多种复杂的工作模式下，如果MCU总是需要很长时间才能从睡眠模式启动，将很难真正降低系统功耗。
因此，林仁烈提到，MCU厂商除了引入睡眠模式设计外，也非常注重如何加快唤醒时间。
据了解，市场上MCU在唤醒时间方面的平均性能水平约为5至8毫秒（ms）。
另一方面，MCU与外围传感器、无线射频(RF)器件之间的传输接口也关系到MCU能否实现有效的睡眠模式。
林仁烈解释说，因为休眠模式下的MCU及外围组件的工作模式会随着数据传输速度的变化而变化，即数据传输速度越快，MCU及外围组件唤醒/工作模式的时间就越短交换;因此，串行外设接口（SPI）、I2C、输入/输出（I/O）引脚等传输接口的设计重点就是“抢速度”。
传输接口的速度越高，唤醒MCU的速度就越快，缩短MCU处理数据的时间。
，从而使设备更加省电。
林仁烈补充道，现在越来越多的MCU要求低功耗和高性能，他们也开始引入多通道直接内存访问（DMA）控制器，可以加速内存访问。
无需唤醒 MCU 即可执行和分配数据访问。
换句话说，DMA控制器可以将多条数据分配并存储到静态随机存取存储器(SRAM)和闪存(Flash)中。
内存存储到一定容量后，唤醒MCU，使其可以处理多条数据，这样进入睡眠模式的MCU就不会轻易受到干扰。
此外，一些MCU开发商通过低能耗传感器接口（LESENSE）和外设反射系统（PRS）的设计，提高了MCU在睡眠模式下的系统运行性能；例如，Silicon Labs不断优化这两种设计，开发出了超低功耗的MCU-EFM 32 Gecko；即使MCU进入睡眠模式，MCU的外围组件，例如模数转换器（ADC），也可以自行配对并自主检索和传输信息。
值得一提的是，除了在可穿戴设备市场中逐渐流行的采用ARM Cortex-M系列内核构建的低功耗MCU之外，一些制造商也开始推出采用Cortex-A系列内核构建的微处理器（MPU）融入到可穿戴设备中，让可穿戴设备实现更高阶的应用功能。
针对中高端可穿戴产品MPU解决方案的出现，飞思卡尔微控制器事业部亚太区营销与业务发展经理王伟认为，可穿戴设备的设计重点不仅仅集中在整个产品的重量、功耗和易用性。
除了可用性之外，产品的功能方面是否能够满足消费者的需求也是一个重要的考虑因素。
王伟表示，目前MCU解决方案主要针对中低端可穿戴设备，而MPU产品主要针对高分辨率彩屏等功能较为复杂的中高端应用；如Freescale的i.MX6系列MPU就是为了满足这一需求而推出的。
不过，MPU方案是否能真正满足市场需求，仍在接受考验。
Sharma认为，处理器厂商推出的MPU解决方案的宣示效果大于实际效果，主要是因为MPU解决方案会带来相对较高的功耗，导致可穿戴设备需要频繁充电。
没有良好的配套解决方案，很难被消费者接受；因此，Core Labs短期内不会考虑跟进Cortex-A系列处理器的开发，仍将专注于超低功耗MCU。
尽管如此，能够实现更高性能运行模式的应用处理器（AP）仍在市场上迅速崛起，尤其是在智能眼镜应用领域，并有望与MCU解决方案展开竞争。
实现智能眼镜抢眼功能，AP加入可穿戴大战，聚晶科技逻辑SiP事业部副经理周汝聪表示，虽然目前可穿戴设备设计的主流原则是追求功耗与性能的平衡，开发人员通常愿意牺牲处理器的运行性能和低功耗设计考虑是常态，这使得MCU解决方案成为当今可穿戴设备的首选；然而，这不仅限制了可穿戴设备的发展，也降低了大多数可穿戴设备沦为智能手机配件的命运。
而这些缺乏杀手级应用的设备自然很难成为消费者的必需品。
周汝聪指出，在众多可穿戴设备中，只有具有平视显示的智能眼镜才能真正实现解放双手、消除用户“低头”的愿景。
因此，不少开发者纷纷在智能眼镜方面开发各种杀手级应用解决方案，并将智能眼镜视为未来几年最有可能颠覆移动设备市场生态的最具革命性的电子产品；而能够满足智能眼镜高性能计算需求的AP必将成为市场的领导者。
周汝聪进一步解释说，采用MCU方案的智能眼镜功能相对有限，只能用在教育、医疗、游戏等一些小众市场；如果智能眼镜想要进入一般消费电子市场，实现高标准的多媒体音视频、增强现实（Augmented Reality）、虚拟现实（Virtual Reality）、中介现实（Mediated Reality）等功能，引入AP-级处理器将是大势所趋。
以谷歌眼镜为例。
该产品采用德州仪器（TI）双核处理器——OMAP，工作时钟高达1GHz。
聚晶科技开发的另一款智能眼镜原型机采用的是Rockchip。
Micro 的低功耗双核处理器 - RK，运行时钟速度高达 1.2GHz。
事实上，智能眼镜比其他移动设备需要更高性能的处理器。
周汝聪分析，以增强现实功能为例，它是智能眼镜中最重要的功能之一。
以前，因为手机应用程序必须手动操作，便利性大打折扣，但现在可以完全在头戴式显示器上发布。
其应用潜力和使用频率将显着增加；此外，许多开发商的目标是让智能眼镜100%独立于智能手机以外的电子产品，并开发各种杀手级应用，这将涉及大量的实时计算。
更加需要处理器提供足够的计算支持，因此多核处理器将是未来智能眼镜的必要规格。
鉴于此，除了开发双核处理器解决方案外，聚晶今年还将逐步推出搭载四核和八核处理器的智能眼镜原型机。
这也使得八核处理器的应用格局有望从智能眼镜转向智能眼镜。
手机进军可穿戴设备市场。
周汝聪认为，智能眼镜的处理器规格与智能手机、平板电脑的处理器规格没有太大区别。
因此，移动设备处理器厂商，如高通、NVIDIA、联发科等，进入这个市场并不困难。
。
不过，高性能处理器仍需要搭配大量高标准组件才能充分发挥其功能。
因此，可穿戴设备的外观、尺寸、重量能否满足消费者的期望将是另一个考验；对此，周汝聪指出，巨晶采用的小型化系统级封装（SiP）技术可以显着缩小印刷电路板（PCB）面积，将是最佳解决方案。
此外，随着多核、高性能AP逐渐成为智能眼镜市场的主导技术，如何降低运行功耗、实现设备处理性能与功耗的平衡也将考验各厂商的智慧。
不仅MCU和AP处理器方案大受欢迎，为了让可穿戴设备更加智能，实现更准确的情境感知（Context Awareness）能力，微机电系统（MEMS）传感器的需求也大幅激增，引发MEMS元件激增。
制造商之间新一轮的销售竞争正在进行，他们竞相推出高度集成和小型化的解决方案，以吸引可穿戴设备开发商的青睐。
MEMS 元件供应商在 CES 上竞相推出高度集成/小型化的解决方案，以推出兼具高集成度和小型化优势的 MEMS 传感器。
它们均已在今年的国际消费电子展（CES）上亮相。
针对可穿戴设备的商机，意法半导体（ST）、Inven Sense、Bosch Sensortec等主要MEMS传感器厂商均在今年的CES展会上发布了新一代解决方案，其中包括高度集成和小型化的解决方案。
是主竞赛的焦点。
以九轴MEMS传感器为例，此前市场上的解决方案只能达到4毫米（mm）×4毫米的尺寸。
因此，MEMS元件制造商加紧改进MEMS工艺和封装技术来缩小传感器尺寸，力求与传感器尺寸更加一致。
可穿戴产品对元件尺寸有严格要求。
今天，意法半导体在CES上率先发布了尺寸仅为3.5毫米×3毫米的九轴传感器——LSM9DS1。
它集成了加速度计、陀螺仪和磁力计，比上一代解决方案小 35%。
意法半导体执行副总裁兼模拟、MEMS和传感器业务部总经理Benedetto Vigna表示，九轴MEMS传感器可以为移动设备提供基本的态势感知能力，而这款超微型九轴MEMS传感器可以更好地为移动设备提供基本的态势感知能力。
满足可穿戴设备的需求。
除了与上一代解决方案相比尺寸减小三分之一外，LSM9DS1中的磁力计精度也提高了30%，功耗可降低约20%，可以提供更好的感知能力。
可穿戴设备。
测量能力和稳定性。
除了MEMS运动传感器解决方案尺寸上的突破外，MEMS环境传感器在提高集成度方面也取得了进展。
例如，Bosch Sensortec和意法半导体在今年的CES展会上正式发布了市场首款集成MEMS压力和湿度传感器。
，集成环境测量单元（Integrated Environmental Unit）带有温度传感器。
除了高集成度特性外，两种解决方案的尺寸分别仅为 3 mm × 3 mm × 1 mm 和 2.5 mm × 2.5 mm × 0.93 mm。
另一家MEMS传感器开发商英美声则展示了一系列超低功耗MEMS六轴和九轴运动传感器以及MEMS麦克风。
以映美盛推出的六轴运动传感器ICM-5为例。
该公司大胆宣称其功耗仅为2毫瓦（mW），是目前市场上功耗最低的六轴传感器。
如果与映美AAR（自动活动识别）软件结合，可以使可穿戴设备中的传感器即使传感器始终开启（Always On），也不会显着影响整体运行功耗。
事实上，在加速度计、磁力计和陀螺仪这三种主要运动传感器中，消耗电量最多的就是陀螺仪。
因此，并不是所有的开发者都会将陀螺仪大规模引入到设备中；关注这方面，MEMS元件厂商都在努力开发低功耗陀螺仪产品，并于近期取得了一些成果，使整体惯性测量单元（IMU）能够更好地满足可穿戴设备的低功耗要求。
低功耗陀螺仪出现在可穿戴传感应用中，更加省电。
意法半导体（ST）大中华区及南亚区模拟、MEMS和传感元件技术营销项目经理李炯一表示，由于陀螺仪的功耗量令人望而却步，只有一些高端可穿戴设备，如智能手机等眼镜、监测剧烈运动的智能手表/腕带等，都可以引入此类高功耗MEMS传感器。
据了解，市场上大多数陀螺仪的平均工作电流约为加速度计和磁力计的三十倍。
李炯一进一步指出，通常加速度计和磁力计的工作电流必须在微安以内，才能满足可穿戴设备超低功耗的严格要求；然而，陀螺仪的工作电流约为6毫安(mA))，与加速度计和磁力计相比，消耗的电量惊人。
因此，MEMS传感器制造商正在努力最大限度地降低陀螺仪的功耗，并为可穿戴设备打造更低功耗的态势感知功能。
进一步扩大开发者采用陀螺仪的比例。
目前，Inven Sense、Bosch Sensortec和意法半导体正在竞相开发低功耗陀螺仪产品。
与之前工作电流约6毫安的主流陀螺仪方案相比，MEMS传感器厂商研发的新一代低功耗陀螺仪工作电流可降至3毫安左右；李炯一指出，虽然工作电流从6毫安降到3毫安，在数字上看起来可能是很小的差别，但对于降低实际功耗有很大帮助。
以意法半导体已经开始提供样片的新一代陀螺仪产品为例。
其工作电流可降至2毫安。
与上一代的6毫安解决方案相比，可为整体可穿戴设备节省约60%的电源。
能量消耗。
值得注意的是，由于加速度计是一般可穿戴产品中使用的100% MEMS传感器，因此意法半导体还推出了集成了新一代低功耗陀螺仪和加速度计的六轴传感器解决方案，并且由于加速度计的功耗功耗极低，仅为 10 微安。
因此，两个MEMS元件通过SiP技术封装在一起后，整体功耗仍然在2毫安左右，与单个三轴陀螺仪几乎相同。
李炯毅透露，在今年单一低功耗三轴陀螺仪和集成加速度计的六轴解决方案正式量产后，公司下一步将考虑开发集成低功耗陀螺仪的九轴解决方案。
陀螺仪、加速度计和磁力计。
轴传感器解决方案让可穿戴设备的态势感知功能更加省电。
他表示，许多可穿戴设备开发商对新一代低功耗陀螺仪和六轴传感解决方案表现出了浓厚的兴趣。
预计今年第二季度将推出搭载该解决方案的终端产品。
据悉，采用低功耗陀螺仪解决方案的可穿戴设备将能够提供监测和感知剧烈身体运动的功能，例如需要监测角速度变化的高尔夫运动。
不过，李炯一认为，目前MEMS元件厂商在缩小尺寸、降低功耗、提高元件集成度方面的技术水平相差无几。
如果他们只专注于减小MEMS传感器的尺寸和功耗，从长远来看他们将无法实现这一目标。
产品差异化效应；因此，传感器、MCU和无线射频元件厂商也计划针对三大元件开发高度集成的解决方案，希望分享可穿戴设备的市场份额。
更智能的MCU/MEMS/RF高集成可穿戴设备解决方案亮相 意法半导体大中华区及南亚区模拟、MEMS和传感元件高级技术营销经理于正德表示，可穿戴设备是最基本的联网设备。
必须有可以采集信息的传感设备，有可以处理信息和响应的控制中心，有可以与外界交互、交换信息的传输能力。
因此，MCU、MEMS传感器和无线射频元件的集成将是半导体厂商未来努力探索的方向。
解决方案。
初始集成阶段将重点关注结合了 MEMS 传感器和 MCU 的传感器集线器。
目前，一些MEMS元件制造商正在与MCU制造商合作开发高度集成的解决方案；例如，Bosch Sensortec 正在与 Atmel 和其他 MCU 合作。
该厂商发布了一款将九轴MEMS传感器与Cortex-M0+MCU集成的产品，尺寸为5毫米×4.5毫米。
于正德表示，与跨行业联盟相比，同时拥有MCU和MEMS产品线的意法半导体优势更为显着。
意法半导体今年将量产集成Cortex-M0 MCU的三轴加速度计和集成Cortex-M0 MCU的六轴传感器（加速度计和低功耗陀螺仪）的SiP封装解决方案，而九轴传感器则集成Cortex -MCU。
M0集成解决方案预计将于年底前提供样品。
三种解决方案的尺寸仅为 3 mm × 3 mm。
另一方面，MCU厂商也在积极发起攻势。
以核心实验室为例。
该公司采用互补金属氧化物半导体 (CMOS) 工艺将 MCU、无线收发器和传感器集成到片上系统 (SoC) 上。
Sharma进一步表示，CoreLab目前已针对ZigBee应用开发了32位MCU和RF集成SoC解决方案。
未来，该公司计划开发32位MCU加传感器，可支持多种无线传输协议。
超低功耗SoC解决方案。
不过，于正德认为，在各种无线传输技术中，综合考虑功耗、传输数据量、传输距离、生态系统健全性等诸多因素，非蓝牙技术最适合可穿戴设备。
因此，集成蓝牙与MEMS传感器和MCU的Micro智能系统解决方案将是意法半导体未来发展的重点。
另一方面，由于可穿戴电子产品的电池容量通常较小，除了努力降低元件功耗外，半导体厂商还推出了集成无线充电功能的Bluetooth Smart单芯片解决方案，让可穿戴设备补充电量随时。
包括Broadcom、Nordic等芯片厂商均发布了相关产品。
可穿戴设备的商机涉及蓝牙集成无线充电解决方案。
Broadcom嵌入式无线网络连接设备高级总监Brian Bedrosian表示，除了无线局域网（Wi-Fi）技术之外，融入Bluetooth Smart技术的产品数量也在以惊人的速度增长。
已经成长并迅速成为许多电池供电的小型可穿戴设备的核心技术；具有无线充电技术和低功耗的解决方案不仅可以帮助原始设备制造商（OEM）为各种应用市场设计更高性能的产品，还可以推动下一代可穿戴设备的发展，让可穿戴设备最大限度地发挥其性能。
随着无线充电联盟（A4WP）于今年12月中旬发布其产品识别标志——Rezence，不少芯片开发商也准备采取行动。
例如，Nordic在推出Rezence后立即发布了其蓝牙低功耗SoC——nRF51。
该系列开发的A4WP无线充电软件开发套件（SDK）强化了其蓝牙低功耗产品能力。
Broadcom最近还为其无线网络连接设备平台WICED添加了一款集成A4WP无线充电功能的蓝牙智能SoC——BCM 6——BCM 6。
据悉，该芯片搭载ARM国际Cortex-M3处理器，具有集成度高、外观紧凑等优点。
它可以降低可穿戴设备的功耗并延长电池寿命，实现比其他竞品更低的成本和更低的成本。
能量消耗。
围绕各类可穿戴组件规范的重大革新，为了帮助开发者加速可穿戴设备产品的设计和推出，参考设计平台（Reference Design Platform）也如雨后春笋般涌现。
在德州仪器、瑞芯微、新唐科技等处理器厂商竞相发布相关解决方案后，飞思卡尔、英特尔针对可穿戴设备开发的参考设计平台也相继亮相，让市场上的可穿戴设备参考平台更加多样化，开发者可以更快、更狠、更准确地设计产品。
处理器制造商强烈推荐用于可穿戴产品开发的参考设计。
飞思卡尔全球营销和业务发展总监 Rajeev Kumar 表示，可穿戴设备是物联网（IoT）传感器节点的最后一环。
为了让物联网能够快速成型，针对可穿戴设备开发的参考设计平台可以让设计过程更加高效。
设计师和原始设备制造商也可以随时响应市场变化，快速调整从产品概念到产品原型的开发进度。
晶奇光电总经理吴世斌进一步分析，在可穿戴设备市场成长期的初期，最重要的驱动力是有能力集成各种关键部件的系统开发商，这样市场才能协同更多处于形成初期。
多个参与者将扩大这个市场份额；而这个角色通常由设备的核心——即处理器制造商扮演。
因此，处理器厂商推出的可穿戴设备开始陆续出现在市场上。
设备参考设计平台。
根据不同的产品形态和开发社区，这些参考设计平台提供的组件集成度和设计灵活性也有所不同。
以近期大举进攻可穿戴设备市场的英特尔为例。
该公司在 CES 上展示了一系列可穿戴设备原型参考设计，其中包括提供生物识别和健身功能的智能耳塞（SmartEarbuds）。
以及可以随时与用户互动并融入个人助理技术的智能耳机（Smart Headset）。
英特尔首席执行官布莱恩·科再奇透露，除了开发可穿戴设备的参考设计外，英特尔还将提供一系列低成本开发平台，旨在降低个人和小公司的进入门槛，协助他们开发创新的联网可穿戴产品或其他小型化设备。
值得注意的是，英特尔还推出了Edison（如下图），这是一款用于可穿戴设备的SD存储卡大小的超微型计算设备。
据悉，Edison包含双核Quark处理器、低功耗第二代双倍数据速率存储器（LPDDR2）、存储闪存（NAND Flash）存储器等组件，并支持Wi-Fi、蓝牙4.0等。
多种操作系统和灵活扩展的I/O功能也让开发者能够更快地投入到可穿戴产品的开发中。
英特尔的超微型计算设备Edison只有SD卡大小。
另一方面，飞思卡尔还在CES上展示了WaRP平台（可穿戴参考平台），该平台将效仿Raspberry Pi和Arduino模型，让任何有兴趣开发可穿戴设备的人都可以使用。
任何人都可以使用WaRP和相应的开源（Open Source）软件来设计产品。
因此，WaRP的最大特点就是设计灵活性高。
最终产品的尺寸、外观（Form Factor）和类别没有限制，可以支持多种类型的可穿戴产品开发，例如运动监测产品、智能眼镜、智能手表、医疗监测设备等。
据了解，WaRP平台运行Android 4.3操作系统，支持嵌入式无线充电。
关键部件包括飞思卡尔的ARM Cortex-A9架构处理器-i.MX6SoloLite、计步器、电子罗盘，以及用于SensorHub和无线充电控制的MCU Kinetis KL16，预计将于今年第二季度正式推出。
事实上，早在年底，德州仪器就推出了eZChronos智能运动手表，目的是推广其CC开发平台；该平台集成了16位MCU-CCF、Sub-GHz射频收发器-CC、压力传感器和三轴加速度计，针对健康管理类别中的低端可穿戴产品市场。
此外，看好32位MCU在可穿戴电子市场的发展潜力，MCU主力新唐科技也于2019年发布了参考设计；林仁烈表示，由于每款可穿戴设备所需的传感器都不同，为了给开发者更大的设计灵活性，该公司没有将传感元件集成到参考设计中，而是推出了一个集成了32位MCU和蓝牙芯片。
与飞思卡尔、德州仪器和新唐科技提供的高设计灵活性解决方案不同，中国处理器制造商瑞芯微与聚晶科技联手开发了完整的智能眼镜原型。
据了解，该平台采用SiP技术封装一个双核处理器、两个1GB第三代双数据速率同步动态随机存取存储器（DDR3SDRAM）和两个4GB存储闪存。
，在印刷电路板（PCB）上更高程度地集成了加速度计、电子罗盘、陀螺仪、环境光和距离传感器、Wi-Fi、蓝牙4.0、全球卫星定位系统（GPS）和硅基液晶（LCoS）显示屏和其他关键组件/模块。
周汝聪认为，由于智能眼镜的开发门槛较高，只有提供完整的原型参考设计，才能加快开发商的产品设计进度。
显然，可穿戴设备的蓬勃发展不仅吸引了更多开发商投资，也吸引了相关关键器件厂商争相发布高集成、低功耗的解决方案，从而引发新一轮的芯片大战。