毫无疑问，穿戴式电子将是2014年科技产业所重视的议题之一。由于应用层面广泛，现阶段穿戴式电子的发展状况可用「百花齐放」来形容。从SONY在CES 2014所发表的智慧手环SmartBand SWR10，再加上先前早已发布的智慧手表SW2，又或是CASIO或是NIKE等业者所发表的穿戴式产品与Google Glass等，其实都不难发现，不论是运动品牌或是消费性电子大厂​​都对这块市场跃跃欲试。

产品即便多元 但基本架构不变

然而，因为穿戴式电子产品非常多元，在半导体元件的应用类别上也就呈现相当混乱的局面。不过，大致上，不论是哪一类的穿戴式装置，原则上都不脱:感测、处理器与无线射频这三大元件的核心组合。

就感测元件而言，大概就是以MEMS（微机电系统）元件为主；处理器方面，则是以MPU（微处理器）与MCU（微控制器）来担纲；至于无线射频则会由GPS 、蓝牙等技术来负责定位或是资料传输的工作。透过这样的组合，穿戴式电子产品就能扮演资讯传递的媒介或是产品控制助理的角色，像是音乐播放控制、生理讯号的记录与重要讯息浏览等，只要设计得宜，这类产品有助于消费者在进行运动或是其他行为的当下，提升其便利性。

而就目前已推出市场，并开始进行贩售的穿戴式装置中，观察其功能规格，蓝牙传输可以说是基本配备。像是CSR或是博通，早已针对此领域进行布局。其他像是ANT+与GPS等无线射频技术，也有一定的能见度。

图一 : 考虑到电力的问题，过往一直诉求低功耗的蓝牙技术，在这波穿戴式热潮中发挥了前所未有的影响力，尤其是要与智能型手机联机，蓝牙更是不可或缺。（Source:genynewsonline.com）

需求不同 MCU等级也有差异

台面上较为知名的穿戴式电子产品，莫过于Google所推出的 Google Glass或是三星、SONY等推出的智慧手表有较多的讨论热度。尽管目前的产品面向十分多元，但也有不少业者表示:「厘清产品功能需求，大概就能了解所需要的半导体元件有哪些。」

以Google Glass为例，由于功能性相当丰富，所以也具备了:MEMS麦克风、微型投影元件、动作、压力与温湿度感测器等MEMS产品，同时亦有无线收发的功能在；但如果是SONY的智慧手表，由于功能性与定位不同的关系，所需要的元件自然也就有所不同。

ST（意法半导体）技术行销经理杨正廉认为，目前穿戴式电子市场应以智慧手表有较多讨论的空间，主要的原因在于有较多的产品投入市场，从Nike、EPSON到三星与SONY等都有产品推出，只是在市场定位上不甚相同。系统设计上，从ARM的M0到M4架构的MCU（微控制器）都能符合智慧手表的设计需求，端就实际的应用定位来选用不同等级的MCU。

以Nike的智慧手表为例，仅需要M3等级的MCU就足以应付，但若是三星或是SONY的产品，就必须要有MPU（微处理器）搭配M4等级的MCU来因应系统需求。杨正廉直言，采用MPU最主要的原因就是为了搭配作业系统（Operating System）像是Android等，来满足较为复杂的运作与应用，但毕竟MPU的功耗远高于MCU，再加上穿戴式电子的门槛之一就是系统功耗要处在极低的状态，若能让MCU分担MPU不必要的工作，就能让功耗下降来延长整体系统的作​​业时间。

图二: 为了要运行作业系统，MPU是必然的存在，若要分担MPU的工作负担，M4架构的MCU就相当重要了。 （Source:SONY）

简单应用 就应搭配简单MCU

杨正廉进一步谈到，一般来说，搭配MPU的MCU等级，大多落在M4等级的MCU身上。至于为何不用M0架构的MCU，理由在于M4与M0相较，前者的性能仍然凌驾在M0之上许多。他也指出，ST的M4 MCU本身就具有动态调整频率的能力，可以在完成工作之后自动进入休眠状态，若换成是M0 MCU，其表现恐怕就不如预期，反而会让整体系统的功耗拉高，这对系统本身来说并不是件好事。但换个情况，若是一般的运动型手表或是诉求低价策略的产品，仅需M0 MCU就可以完成系统设计。

尽管ARM架构的MCU业者们全力抢攻这波穿戴式电子商机，但不代表其他架构的MCU业者们就毫无动作可言。 EPSON技术行销处主任工程师胡​​志伟观察，采用ARM架构的MCU是运算能力相对较强的产品类别，适合较为复杂的应用。至于功能单纯的产品类型，采用较为简单架构的MCU会更适当。

图三: 不同等级的处理器架构，对应的应用也相对不同，对照于SONY SW2的复杂性，此款麦哲伦的产品就仅是采用了Silicon Lab的32位元MCU来设计系统。 （Cortex-M3）（Source:Silicon Lab）

以ARM目前的作法来看，全系列的处理器核心都是采用32位元架构，但有些较为简单的应用，或许采用既有的16位元架构就能满足。举例来说，有些应用产品其实只是需要资料传输的功能而已，整个系统只要有MCU搭配BT4.0低功耗版本就能完成设计，以SONY在CES 2014所展出的手环型产品来看，其实就是属于这类功能简单、外型大方的类别。

图四 : SONY在CES 2014所展出的智能手环走的是外型简单大方的路线，在功能不多的情况下，所需要MCU的性能自然也就不会太高。（Source:SONY）

厂商需求多变 晶片供应商做法各异

胡志伟观察，穿戴式应用可能还是以运动类别相关领域的产品为大宗，而EPSON过去早有手表产业的相关经验，像是这类运动类型的手表产品对EPSON而言其实是相当熟悉的领域。就设计实务上，手的摆动与脚的步伐同样都可以用作跑步计算之用，但产品摆放位置的不同，演算法也会有所差异。胡志伟指出，设计者可选择已支援这类演算法的晶片及参考设计来加快开发速度，虽然某程度上失去了一点设计弹性，却也能提供一定品质的讯号精准度。

不过，杨正廉的看法则稍有不同。他会建议客户群自行建立研发团队，投入较多的研发资源来开发自有的演算法，让自已的产品与其他竞争对手形成「差异化」。但他也强调，ST虽然不会针对穿戴式电子提供参考设计，但在台湾其实早有长期配合的第三方演算法开发业者，若客户有需要就能提供适当的支援，身为晶片供应商，他们也投入大量的支援人力来因应。

在实务上，穿戴式装置的使用频率不会像智慧型手机这么高，因此晶片在休眠状态下的电流损耗表现就十分重要，胡志伟直言，至少要有「μA」的等级才有机会获得客户们的青睐。另一方面，若要专攻手表类应用，计时功能就不能进入休眠状态，但也必须要以极低功耗维持其运作；同时，若要唤醒整个系统，反应速度也要比一般用途MCU来得快才行。

应用多元 想像空间自然也大

值得一提的是，目前在诸多穿戴式电子的产品上，大多都有搭载显示功能，像是STN或是AMOLED面板等。不过，擅长电子纸领域的EPSON针对穿戴式电子也开始采取行动。 EPSON技术行销处主任工程师王声铭便谈到，电子纸显示相较于其他显示技术的优势便在于可挠式与高度省电，因此在去年就有大陆业者开始尝试将该显示技术导入手表应用。

王声铭分析，手表应用如果需要经常充电，某种程度上就失去了手表既有的方便性，若可以在不牺牲使用续航力下来丰​​富其功能性，这样子的设计才有意义。这也是为何产业界开始思考电子纸导入穿戴式电子的原因。但王声铭也不讳言，尽管电子纸拥有不少优点，但毕竟也有反应速度过慢跟仅有黑白显示的问题存在，若要导入功能相对复杂的手表产品，就不甚符合其设计需求。

除了智慧手表和眼镜，穿戴式的应用其实还有很大的想像空间。相信各位多少都有过一种经验，在出入捷运车站的时候，突然找不到悠游卡，明明悠游卡可能在包包里的某处，但就是遍寻不着。为了解决这问题，就有人将储值卡晶片从捷运卡上取出，再嵌入3D列印机印出的戒指中，如此一来，使用者戴着戒指就可以方便地进出车站。此一应用已经出现在香港的八达通上。

这类应用自然亦可被定义在穿戴式电子的范畴内，但这类应用的系统设计就相对简单许多，外观的客制化设计反倒是较为重要的部份。

图五 : 穿戴式电子的外观五花八门，在功能极为简单的情况下，发挥创意的外观设计反倒成了重要的主角，而3D打印也会是关键之一。(Source:www.3ders.org)

看来穿戴式电子的浪潮已势不可免，各家大厂也正磨刀霍霍准备抢食市场商机。从现有的发展状况来看，产品的多元性，反倒让更多半导体业者们有机会在该市场发挥所长。值得关注的是，穿戴式的设计需求五花八门，而且愈来愈多的创意来自个人或新创团队。晶片业者不该再只依大客户的需求去定义新产品功能，而该设法贴近这群Startups和Makers们，从创意源头去掌握需求的脉动。

从这角度看，开放硬体会是晶片业者不该忽视的布局策略。