可穿戴设备必备核心芯片及主要解决方案

 

　　NO.1：CC2538

　　由生产首块集成电路的行业先驱TI推出的一款针对高性能Zigbee应用的强大片上系统 （SoC）。 它包含一个强大的基于ARM Cortex M3的微控制器（MCU）系统，此系统具有高达32K片载RAM和512K片载闪存，这使得它能够处理具有安全性，包含要求严格的应用以及无线下载的复杂 网络堆栈……非常适用于：物联网、智能照明系统、家庭局域网…

　　主要特点和优势：

　　1、强大的安全加速器可在 CPU 处理应用任务的同时实现快速且高效的认证和加密

　　2、包括一个强大的调试系统和一个综合性驱动器库

　　3、可实现从睡眠状态中的快速唤醒并且大大降低了执行周期任务时的能耗

　　NO.2：CC3100

　　继续由TI带路，一款可将任一低成本、低功耗微控制器（MCU）连接至物联网（I0T）的产品。CC3100无线网络互联解决方案是全新 SimpleLink Wi-Fi 系列中的产品，此款产品可大大简化互联网连通性的实现。同时成针对Wi-Fi和互联网的所有协议，这最大限度地减少了对主机MCU软件的要求……非常适用 于：物联网、云连通性、智能插座…

　　1、一个完整平台解决方案，其中包括多种工具和软件、示例应用、用户和编程指南、参考设计以及 TI E2E 支持社区

　　2、借助内置的安全性协议，提供一款稳健耐用且简单的安全体验

　　3、可以通过 SPI 或 UART 接口连接至任一 8、16 或 32 位 MCU

　　NO.3：MPL3115A2

　　由专注于嵌入式处理解决方案厂商Freescale推出的绝对Xtrinsic智能压力传感器，可提供非常精确的压力和海拔高度数据，具有采样频率可调 的能力，同时功耗非常低，具有多种智能功能，不需要移动设备、医疗和安全应用进行数据处理，这对于驴友们来说植入可穿戴设备无疑是一项迫切的需求……及其 适用于：可穿戴智能设备、高精度测高、惯性导航…

　　1、带补偿，直接读取（无需软件）、

　　2、智能功能包括数字输出、两个用于自动唤醒的中断、最小/最大阈值检测及自动数据采集

　　3、可以在本地处理传感器数据，减少了与主处理器的通信需求，从而使MCU的使用量得到控制

　　NO.4：AT86RF232

　　由业界微控制器/处理器领导者 Atmel公司推出的一款是用于ZigBee， IEEE 802.15.4， 6LoWPAN， RF4CE以及ISM的2.4GHz低功耗RF收发器，是真正的SPI到天线解决方案。所有的RF元件，除了天线，晶体和去偶电容都集成在芯片中。接收器 灵敏度为-100dBm，可编程输出功率从-17dBm到+3dBm……非常适用于：ZigBee解决方案、RF4CE和ISM应用…

　　1、超低工作电压1.8V-3.6V（内部有稳压器）

　　2、睡眠模式电流为0.4uA，最大发射功率时的功耗为13.8mA

　　3、AES 128位硬件加速器、充分整合，快速建立PLL支持跳频

　　NO.5：AD9644

　　由数据转换和信号处理技术领先的厂商ADI推出的一款及其适用于智能天线系统的双通道串行输出ADC，旨在为高性能、低成本、小尺寸、多功能智能通信应 用提供解决方案。这款双通道ADC内核采用多级、差分流水线架构，并集成了输出纠错逻辑。每个ADC均具有宽带宽、差分采样保持模拟输入放大器，支持用户 可选的各种输入范围……同时还适用于通用软件无线电、超声设备…

　　1、片内PLL允许用户提供单个ADC采样时钟，数据速率时钟由PLL乘以该ADC采样时钟产生

　　2、专有差分输入在最高250 MHz的输入频率下仍保持出色的信噪比（SNR）性能

　　3、当两个ADC共享一条数据链路时，数据速率可高达3.2 Gbps

　　NO.6：i.MX534

　　由Freescale强势推出的一款应用处理器，满足新一代汽车仪表盘和导航系统对先进的性能、数据连接和图形用户界面等功能的要求。此款处理器适用于 那些需要2D和3D显卡的高性能用户界面、一个或两个高分辨率显示屏和高度系统集成的应用。此款处理器将先进的消费电子用户体验和设备连接功能应用于未来 的车载系统。。.。。.适用于图形渲染的人机界面、导航、视频处理和显示、音频回放…

　　1、支持双显示屏并具有多种显示技术可选，包括TFT LCD，LVDS，模拟电视格式（复合，分量，RGB）和标准VGA

　　2、硬件加速图形后期处理、显示质量增强、视频和图形组合

　　3、高级安全功能支持高可靠引导、加密引擎、随机数生成器和篡改检测

　　NO.7：CC3000

　　又一款相当杰出的器件，和CC3100都 属于SimpleLink家庭，一款Wi-Fi 802.11b/g无线网络处理器，此处理器简化了互联网连通性的实施，因此成为使用任一低成本和低功耗 MCU 的嵌入式应用的理想解决方案，同时此器件减少了开发时间、降低了制造成本、节省了电路板空间、简化了认证，并且大大降低了对RF专业知识的要求……非常适 用于：已联网家用电器、家庭自动化、住所安全…

　　1、与具有紧凑存储器封装的低每秒处理百万条指令（MIPS） 和低成本微控制器 （MCU） 一同运行

　　2、同类产品中最佳的射频性能

　　3、集成晶体和电源管理

　　NO.8：R261

　　在业界以高性能着称的厂商ON Semiconductor推出的一款高性能语音捕获系统级芯片，一个完整的系统级芯片（SoC）解决方案，这提供了在语音先进的双麦克风降噪捕获应用程 序。该芯片保持语音自然度更大即使在讲话者更远离或不语音清晰度与麦克风，提供无与伦比的最佳自由度……适用于：具有语音的任何便携式音频应用…

　　1、可自定义多种语音的能力拍摄模式和调整算法的独特需求

　　2、先进的双麦克风降噪算法，会议模式360度的语音收集效果

　　3、完整的系统级芯片（SoC）、超低功耗、超小外形

　　NO.9：MAG3110

　　一款飞思卡尔首款Xtrinsic高精度3D磁传感器，代表着飞思卡尔进一步扩展了消费类传感器产品。拥有最高分辨率、最低噪声和超小型尺寸等特点，磁 力计测量所处位置的磁场即地磁场和电路板器件产生的磁场，以及二者合计的本地磁场……适用于：3D运动控制和方向、无线鼠标和定点设备、导航及定位服务…

　　1、配置GPS设备，可实现方向定位服务

　　2、与加速度传感器结合提供全倾斜补偿电子罗盘功能

　　3、完善惯性、压力和触摸传感器丰富的产品组合

　　ADI可穿戴ECG动态心电监护仪参考设计

　　传统心电监护仪通常需要随身携带记录监视仪，放在靠近病人颈部或腕部的口袋里，而无线心电图监视仪的噪声和干扰大大降低，尺寸减小到甚至可以安 装在电极背面，能够提供比传统方案更精确的信号。这种电路价格便宜，且能够提供诊断质量的1导联心电图迹线，驱动腿免除了对 60 Hz陷波滤波器的需求。所有的电路都能穿戴在衣服内，因此患者舒适度和隐私度大幅提高。

　　病人的监测数据经过加密，每隔几分钟就 自动上载至医院、护理机构或养护机构中的现场采集分析系统。病人可以在预定的时间（每天或每周）到医生办公室或诊所上载信息，而无需移除监视仪或重新放置 电极。无线心电图监视仪还可以安装存储卡，通过手机或局域网进行数据传输。除了性能、可靠性、低功耗以及成本等因素，无线心电图监视仪设计必须支持专用的 遥测频段，以使监视仪的心电图数据可以迅速、准确、安全的传输至数据采集器进行评估。

　　概述

　　在北美地区，无线医疗遥测服务（WMTS）频段以及其它免授权的工业、科学和医用（ISM）频段提供专用的频谱，以确保数据传输的无干扰、可靠连接。 ADI公司的ADF7021高性能、窄带ISM收发器IC支持WMTS频段以及433 MHz、868 MHz与915 MHz的ISM频段。ADF7021具有同类最佳的接收机灵敏度，在1 kbps时为-123 dBm，内置T/R开关、VCO tank、RF/IF滤波器、全自动化的自动频率控制（AFC）与自动增益控制（AGC）电路。为了延长电池寿命，ADF7021可以设置在功耗极低的休 眠模式，使电流消耗下降至不足0.1 μA。ADF7021与低功耗微控制器一起使用时，平均待机电流不足2 μA。WMTS优化的无线电电台参考设计（EVAL-ADF7021DBZ6）包括原理图与布局，可供用户作为无线心电图监视仪设计的参考。

　　无线动态心电监护仪尺寸极小，足以安装在心电电极的背面，因为大大减少了噪声和干扰，其信号精确度优于传统设计。该电路价格低廉，并能提供诊断级单导 联心电图。 由于存在驱动腿，因而无需60 Hz陷波滤波器。 收发器（如下所示的ADF702x）及其外围电路随其所使用的频带而变化。 由于所有电路可以穿戴在衣物中，极大提升了患者的舒适度和私密性。

　　功能框图

　　AD623是一款集成单电源仪表放大器，提供轨对轨输出摆幅和低功耗（3 V电压功耗为1.5 mW）。其中心节点用于访问残留共模信号。

　　详细资料：AD623集成单电源仪表放大器

　　AD8500低功耗、高精密CMOS运算放大器的最大电源电流是1 μA，最大偏置电压1 mV，典型输入偏移电流1 pA，提供轨对轨输入和输出，采用1.8 V ～ 5.5 V单电源或±0.9 V ～ ±2.75 V双电源供电。

　　详细资料：AD8500低功耗、高精密CMOS运算放大器

　　AD8641低功耗、轨对轨输出结型场效应晶体管（JFET）放大器具有高输入阻抗、高精密性能以及低成本，输入阻抗大于681 kΩ。

　　详细资料：AD8641低功耗、轨对轨输出结型场效应晶体管

　　AD7466是一款12-bit ADC，采用小型封装，且功耗极低，3.6 V/50 kSPS时，功耗为480 μW。它采用6引脚SOT-23封装。对于要求更宽动态范围和更高信噪比的设计来说，AD7685 PulSAR? ADC可以提供16-bit分辨率，在2.5 V/100 kSPS时，功耗为1.35 mW，它采用3 mm × 3 mm QFN （LFCSP）封装。

　　详细资料：AD7466 12-bit ADC

　　另一种实现此信号链的方案是采用ADuC7022 取代ADC和MCU。功能框图如下。ADuC7022内置16-bit/32-bit MCU，它在单芯片上集成了一个性能高达1 MSPS的ADC。ADC提供必要的动态范围，以满足医用标准，检测微弱的心电图波形变化。ARM7架构包括32-bit寄存器，使它能够对心电图信号进 行实时FIR滤波。

　　功能框图