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可穿戴设备低功耗设计的秘诀是什么?-立博官网

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日前,诺基亚宣告以1.9亿美元并购可穿着设备商Withings的消息不胫而走,这让沉寂已久的可穿着设备又一次被推上了聚光灯下。诺基亚的重新加入看起来激化了竞争,但正是因为这一资本的流经可穿着设备行业又加添了些许活力,同时也给正在挽回以及固守的企业打了一针强心剂。

中投顾问最近公布的行业报告中表明,未来五年可穿着设备市场出货量的年均快速增长平均35%,智能手表和智能手环两种形态仍然有相当大的市场下降空间。但是业者无法过分悲观,因为现实仍然是残忍的,可穿着设备的技术挑战终没有能攻陷,续航能力差导致用户体验极为不友好关系的情况并没获得提高。那还能之后优化设计吗?众所周知,续航能力主要由两个因素要求,分别是电池容量和功耗,电池容量越高就越好,而功耗则必须降至低于。意外的是,在新的电池技术或者材料经常出现之前,电池容量可提高的空间十分受限,所以压力完全落在如何降低功耗上了。

对研发人员来说,低功耗设计的准确姿势是:首先,自由选择低功耗器件(还包括模块以及主控芯片);然后,优化软件算法;最后是功耗测试,也是未尽项。与大多数消费类电子产品有所不同,可穿着设备对单一元器件和系统功耗的管控更加严苛,在产品出厂之前完全所有内部硬件结构都要经过准确的测量,例如芯片、传感器、显示屏、无线模块等,所以开发者能否设计出有一套低功耗的系统和测试设备具有千丝万缕的关系。

目前,业界主流的测试厂商有是德科技、泰克、吉时利和罗德与施瓦茨等,这些品牌是高端市场的代表,而国内本土的测量仪器则大多定位低端,产品也多面向中小型企业。但是可穿着设备只是测试测量行业的一个细分应用于市场,企业可以当作必要用于的低功耗测试方案并不多。那么可穿着设备企业该如何自由选择呢?不难理解,性能和价格两个因素是万能的参照标准。土曼科技CEO汪伟告诉他(公众号:),像安捷伦(是德科技)和泰克的设备因为精度高,价格比国内的品牌要喜。

据理解,这些设备一般价格不会在几万到一百万平均,而国内的产品则要廉价得多。但是如果要比性能就简单了,设备的取样速率(因为设备休眠状态到运营状态转换的时间很短,必须捕捉瞬间变化的电流波形)、精度、比特率以及存储深度等一系列参数让人看得眼花缭乱,所以订购一台适合的设备早就是一项技术活。以下是整理的主流测试设备厂商及其涉及测试设备,专供大家参照!是德科技提及是德科技,就被迫安利一下安捷伦这家极具传奇色彩的公司。

作为测试行业的标杆,安捷伦是在1999年3月从惠普公司合并出来的一家最先做到测试测量仪器的厂商,同年11月作为一家独立国家公司在纽约证交所上海证券交易所上市。不过其测试测量方案最先要追溯到1939年,创始人就是比尔.休利特(Bill Hewlett)和大卫.帕克德(David Packard)两位硅谷传奇。

但是大家对是德科技有可能就不是那么熟知了。实质上,是德科技是安捷伦在2013年合并出来的子公司,全权负责电子测量业务,而安捷伦作为母公司,其业务方向是生物化学领域。合并前的安捷伦被业界称作“全球电子测量之王”,而合并后这一称号也顺理成章地转至是德科技头上了。作为安捷伦电子测量事业部的嫡系公司,其在中高端示波器市场仍然抢走了全球第一的方位。

目前,这家公司在示波器的产品系列上有高中低三条产品线,其中高端和中端都引入了是德科技独特的磷化铟半导体工艺,这一工艺大同小异泰克等品牌使用的锗硅工艺,就工艺而言,我们可以把测试品牌分成两类,一类是是德科技,另一类叫其它公司。那这两种工艺有何差异?以Infiniium V系列示波器为事例,因为使用了磷化铟工艺,其不具备脉冲响应好、工作电压较为大、信噪比好和动态范围高等特性,所以在测量精度上可以秒杀其它产品;除此之外,该系列设备各项参数都归属于领先水平,仅次于存储深度为2Gpts,取样速率为80GSa/s,比特率在8GHz到33GHz平均,适当的价格在11万美刀和36万美刀之间。当然在低端测试设备上,是德科技还没使用更加先进设备的磷化铟工艺,如InfiniiVision 2000 X系列。

功耗测试方面,是德科技的N6705B直流电源分析仪将电源与数字万用表、示波器、给定波形发生器和 Data logger构建在一起,测试电流精度超过了纳安级别,示波器比特率为200 KHz,存储深度为512 Kpts,性能一般,但主要符合的是可穿着设备测试对精度和速度的拒绝,其价格为8240美元。明确规格如下:4 插槽主机最少可加装 4 个模块,总功率低约 600 W。

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有 20 多款直流电源模块可供选择(须要分开采购模块)电压表精度:0.025% + 50 µV,低约 18 位安培计精度:0.025% + 8 nA,低约 18 位给定波形发生器功能:比特率低约 100 kHz,输出功率低约 300 W示波器功能:可对电压和电流展开数字化处置,200 kHz,512 kpts,低约 18 位Data Logger 功能:测量间隔从 20 µs 到 60 s,每个数据记录器最多存储 5 亿个读数4GB 非易失性数据存储器,可用作存储数据记录、示波器迹线、仪器设置总结一起,是德科技的产品比较简单,性能也是一骑马绝尘,不过设备的价格广泛偏高。泰克/吉时利泰克归属于老牌示波器厂商,至今早已正式成立了70年,1946年公司创始人发明者了第一台触发式示波器;2010年,泰克并购了测试仪器公司吉时利。此后,泰克的研发投放很快快速增长,虽然不如上文提及的是德科技,但是泰克仍然挽回了示波器市场第一的宝座。

近几年,泰克还减少了对高端市场的冲击,渐渐干掉了低端的“帽子”。去年5月份,泰克发售了70GHz比特率的超强高端示波器DPO70000SX,从比特率的数值上(上面提及的是德科技Infiniium V系列最低为33GHz)就可以显现出这款产品的特别之处。

因为高带宽、低取样速率和低噪声以及信号原始度在一款示波器上是不能兼得的,如果使用传统的设计方法,很难在70GHz的比特率下确保其他参数在能用范围之内,而DPO70000SX的发售主要得益于全新的ATI(时序交织)架构。这款产品可谓泰克将近几十年来的代表作,这款设备主要应用于超强比特率领域,如果用这款设备来做到功耗测试显得奢华,即便不差钱也无以凌“杀鸡用牛刀”之过。去年9月份,吉时利公布了2281S系列电池模拟器,这是针对物联网设备和可穿着设备发售的一款直流电源,它可以分析受测设备的直流损耗,测试电池以及根据电池电池过程创立电池模式和基于电池模式仿真电池。

单款价格为3140美元。不过在可穿着低功耗测试上,泰克侧重发售的是DMM7510+2280S方案人组,DMM7510是一款7位半触摸屏数采行万用表,比特率为1MSa/s,2280S是一款直流电源(实质上挂着吉时利的logo),两者的价格分别为3900美元左右和2190美元,一套方案下来的总价为6000美元翻身,合乎泰克设备回头价格“亲民”的路线。失望的是,因为2280S的局限性,这一方案人组仅有合适对取样精度拒绝不低(微安级别)的测试。

听完两家巨头级的测试公司,我们也无法忽略国内的测试品牌。国产代表:RIGOL(北京普源精电科技有限公司)RIGOL是国内仅次于的基础测量仪器生产商,也是国内第一大示波器供应商。

不过相比上述两家国外测试厂商RIGOL跟上太晚,技术累积大自然略逊一筹,从公司的策略可以显现出其产品主打性价比。对购买力严重不足的中小企业来说,RIGOL的价值在于其减少了出售测试设备的门槛。自1998年公司创办以来,RIGOL总能慢其它国产厂商一步跟上国外阵营的产品更迭节奏,例如,公司在2009年11月发售了国内第一台比特率5GSa/s,比特率为1GHz,存储深度约140M取样点,波形捕捉亲率每秒高达18万个波形的DS6000系列数字示波器,这完全可以与主流测试设备相媲美,沦为第五家(其它四家分别是分别是泰克、安捷伦/是德科技、力科和横河)构建这一规格的测试设备商,而价格则要较低30%左右。

RIGOL公司的产品线比较简单,其数字示波器只有六个系列,性能从低到较低分别为DS6000、MSO/DS4000、MSO/DS2000A、MSO/DS1000Z、DS1000B和DS1000D/E/U,DS6000的价格为58000人民币,。2013年RIGOL还发售了可编程线性直流电源产品线——DP800系列,该系列有目前有八款设备,其中DP831A、DP831、DP832A、DP832有三路输入,瞬态响应时间 ≤ 50μs。此外,该系列的电压、电流输入不是相同的档位,而是固定式的,这符合了有所不同测试的市场需求。

RIGOL官方的信息表明,DP800系列的八款设备的低于价格在2980元人民币,价格充足较低,对中小企业来说还是不俗的自由选择。虽然美国国家仪器和罗德与施瓦茨也是测试领域的佼佼者,但这两家厂商的战略布局上或许并没可穿着设备领域,所以如果终端厂商不差钱,是德科技和泰克两家公司的设备应当是选用,用于过两家品牌的业内人士回应,二者的实力在伯仲之间;对于资金紧张的初创企业而言,国产设备依旧是个不俗的自由选择,不过自由选择时建议以捉瞬态波形的能力、精度以及比特率三个方面作为首要参照标准,却是功耗必要要求了产品体验的优劣。原创文章,予以许可禁令刊登。

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