可穿戴设备市场崛起，新一代DSP如何成就逆袭

穿戴式装置应用前景备受看好，吸引半导体厂积极研发运算能力更强，且封装尺寸更小、耗电量更低的新一代数位讯号处理器(DSP)，藉此打造高品质录音与播放等进阶多媒体功能，满足消费者不断提升的性能要求。

缩小行动装置电子元件尺寸和降低功耗的需求，对元件制造商提出了严苛的挑战。更小型穿戴式产品的成长趋势和渐趋普及则将这挑战提升到更高水准。

录音和音讯播放是穿戴式和小型行动电子装置极为常见的两种功能─智慧型手机和蓝牙耳机是两个最好的例子。这些应用需要高品质、先进的数位讯号处理(DSP)演算法，以及最少的功耗和元件，同时终端产品须符合人体工学和美学，且性能不受影响。

本文着眼于音讯处理领域最新的软硬体整合方案如何推动创新、高性能的行动及穿戴式应用的发展。

穿戴式装置飞跃成长　2019年出货量直逼2.15亿

穿戴式装置是一个几年前才刚成形的新兴市场类别，最近却已开始攻占新闻头条。

它包括任何可以穿戴在身上的物件，如眼镜、服装、鞋类、手表、手环等等。这个市场的“新颖”，成为其成长的驱动力。由于这类产品以往并不存在，所以想享受这些“常用随身配件”，消费者须要直接购买产品。这个市场不限于人类，宠物也有可用的穿戴式装置。

由于市场太新，狂飙的成长速度不足为奇。据IDC估计，2015年穿戴式装置的出货量为八千万台，2016年出货量将成长超过40%，逾一亿一千一百万台，展望未来，预计穿戴式市场将维持28%的年复合增长率(CAGR)，2019年的出货量将直逼二亿一千五百万台。

伴随着快速增长的市场，相关技术也飞速发展。许多因素参杂在内，为参与这个市场，新创公司竞相研发新的装置，大公司则转向更纯熟的设计，增添更多的功能或减小尺寸，或兼而有之。事实上，在那么新兴的市场上，有些装置已经发展到第二或第三代，再次凸显了人们正见证的快速发展。

解决黏着度挑战　有助穿戴式装置普及

所有的市场都一样，消费者的需求是持续的压力，促使制造商和设计人员在市场推出性能更好、尺寸更小、成本更低的产品。对于穿戴式市场，连接性、功能、尺寸、电池充电后的续航力则是成功的关键标准。

穿戴式装置供应商面临的大挑战之一是“黏着度”。先前面世的新装置，通常一旦失去新鲜感，即遭束之高阁，说明它们对使用者来说没有非用不可的吸引力。要解决此问题，制造商必须不断在关键需求上着力，开发出让使用者真正爱不释手的产品。

智慧型手机市场的演进证实了这点。早期行动电话只适合安装在车内，接着演变至放入公事包，然后到口袋，现在则可将一支功能齐全的智慧型手机戴在手腕上。

一直以来，尺寸在缩减，电池使用时间在延长，功能在升级，才来到了人们现今使用的先进装置，手机装置已成为人们常用的随身配备。

穿戴式市场已发展了很长时间，但仍将遵循类似的轨迹发展，让装置变得更小、更智慧和更省电，直到人们让穿戴式装置完全整合到日常生活中。

低功耗/小封装DSP助力　穿戴装置音讯功能更强大

不令人意外的是，某些关键需求开始引导穿戴式装置朝轻薄短小的相反方向发展。

更强大的功能带来更精密的软体、更大的记忆体、更多的感测器(这要空间和电源来运行)以及更直觉的使用介面，这使得穿戴式装置需要更多按钮和空间。这些类似的挑战见诸于许多技术领域，但对于可穿戴市场最是敏感关键。

目前市场上已有许多封装十分精巧，尺寸约在1平方毫米的麦克风解决方案可供选择。再加上低功耗、高功能的DSP，整体方案将变得更有吸引力。

举例而言，安森美半导体(ON Semiconductor)的低功耗、较高解析度音讯处理系统--LC823450(如图1与图2所示)，可以作为有利的音讯技术，用于微型穿戴式装置的录音和播放功能。

图1　LC823450低功耗、高解析度音讯处理系统方块图 图片来源：安森美半导体

图2　LC823450比其他大型积体电路(LSI)延长70%的播放时间。 图片来源：安森美半导体

据悉，其具有双核ARM Cortex-M3处理器和一个专利的32位元DSP核心，这个系统单晶片(SoC)同时结合1656KB的静态随机存取记忆体(SRAM)，支援高解析度(32位)/192kHz音讯处理。

该款晶片功耗极低，在采用两个AAA电池时，可以提供超过120个小时的音讯播放时间。

XA和XB版本的小型体积(仅5.52mm×5.33mm)比同类型替代方案小很多(50%)，而且具有其他方案没有提供的on board SDRAM。

较先进的DSP演算法包括用于麦克风的杂讯消除和管理低频的“S-Live”(低频智慧型虚拟激磁)，为用户提供更大型扬声器的听觉享受。

杂讯消除和“S-Live”是免除专利使用费和免授权费的DSP代码程式库的其中两个例子，有众多程式可供设计人员选择应用，以加速软体设计和最小化开发成本。

穿戴式市场将成为“下一热点”，但产品的性能和外形须具有足够的吸引力来说服消费者购买。有些功能是新的，更多则是旧有功能，但总体而言，它们朝向较小空间的封装，并受限于功率要求。

若终端产品没有这些创新的功能和特性，穿戴式市场的潜力将不会充分发挥，而且少了像DSP这类的创新、突破性方案，穿戴式装置的必备功能和特性将无法吸引消费者。这样的突破技术才能真正推动穿戴式市场。