恩智浦i．MX RT MCU技术赋能智能手表未来

作者：Eduardo Montanez

随着处理器性能增强，电池续航时间延长，互联愈发普遍，传感、监控和跟踪更智能以及更友好的用户界面等方面技术的快速进步，可穿戴设备得到了大力发展，同时产品尺寸更小、成本更低。

智能手表设计的演变

智能手表已成为我们智能、互联和运动的生活方式中不可或缺的可穿戴设备。几十年前，随着《至尊神探》（Dick Tracy）中的双向腕式收音机/电视机、《杰森一家》（The Jetsons）中的笨重视频腕表以及《星际迷航》（Star Trek）电影中首次亮相的“腕式通讯器”等科幻小玩意的出现，智能手表的概念应运而生。带LED屏幕的数字手表是智能手表的前身，它于20世纪70年代初上市，而第一批具有处理和通讯功能的真正智能手表则出现在20世纪90年代末。

进入21世纪后，智能手表继续发展，与腕式健身追踪器展开竞争。如今的智能手表成为了功能丰富、无线连接的“腕式计算机”，可提供健身追踪器的生物识别健康监测功能，以及触摸屏和语音控制、图形、多媒体和移动电话功能——手腕上的智能手机集各种功能于一身。

热门趋势：功能丰富的智能手表，打造注重健康的生活方式

消费者对功能丰富的智能手表的需求日益增长，尤其是精通科技的千禧一代城市人口，市场应运增长。智能手表也在吸引包括老年人在内的新用户，因为可穿戴设备制造商增加了健康监测功能，能使用户实时跟踪自己的健康状况和生物识别数据。

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如今的智能手表甚至比几年前功能更强大。智能手表通常借助连接蓝牙的智能手机或直接通过Wi-Fi、4G-LTE或5G与云和流媒体服务通信。近年来，电池续航时间有所提升，一些型号的智能手表电池续航时间从几天延长到几周。有机发光二极管（OLED）和有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示屏以及带有动画、语音控制和音频播放的生动图形用户界面打造了更直观的用户体验。如今的智能手表还具有更强大的内置信息安全功能，可保护个人和商业数据。

智能手表的生物识别传感功能已经变得更加成熟，超越了基本的健康/活动追踪器的功能，支持一系列健康监测功能，包括SOS紧急服务、安全区警报、接触者追踪以及生命体征监测和报告。一些智能手表还提供“设备即服务”功能，包括个人健康状况监测（即睡眠模式、心率监测、跌倒检测和血氧水平），儿童、老年人和宠物的位置监测，以及面向心脏护理、糖尿病管理和物理治疗的远程医疗保健等。

低功耗是你的超能力。可穿戴设备单次充电可使用数周。了解适合电池供电产品的i.MX RT MCU如何赋能智能可穿戴产品。

许多功能齐全的智能手表设计配备了运动模式，配备虚拟教练、音乐存储播放、语音通话、本地语音控制和语音云助手，如Amazon Alexa和Google Assistant。例如，Amazfit GT3 手表的高级功能包括长达21天的电池续航时间、超高清AMOLED显示屏、24小时健康管理、150多种运动模式以及用于语音控制的Amazon Alexa等。另一个出色的产品是Garmin Venu 2 Plus，这是一款健身智能手表，专为积极运动的生活方式而打造，支持语音通话、动画手表锻炼、睡眠评分和常规健康监测。可穿戴设备也在不断发展，不仅限于腕式，还包括眼镜式，如具有照片捕捉、视频录制和音频播放功能、外形时尚的雷朋Stories智能眼镜。

使用恩智浦i.MX RT MCU系列设计续航时间长的安全智能手表

与领先的平台提供商合作，以在激烈的智能手表市场赢得竞争优势。使用经过市场验证的处理平台，您可以专注于自己最擅长的事情：设计与众不同的创新智能手表产品。恩智浦作为您的可穿戴设备技术合作伙伴，可提供广泛的低功耗微控制器（MCU）产品组合、先进的语音软件、强大的安全技术和全面的开发生态体系。

成功的智能手表设计始于优化的片上系统（SoC）平台。恩智浦的i.MX RT500和i.MX RT600系列安全跨界MCU提供低功耗处理和高性能功能的理想平衡，以及丰富的集成和高级安全性。i.MX RT500/600 MCU将Arm^® Cortex^®-M33内核的实时功能与高性能DSP内核相结合，有助于释放智能互联可穿戴应用的潜力。

采用恩智浦的低功耗技术延长电池续航

i.MX RT 500/600 MCU提供高性能和高能效的最佳平衡。MCU可以运行频率高达300 MHz的Arm^® Cortex^®-M33内核、集成的Cadence^® Tensilica^® Fusion F1或HiFi 4 DSP内核、PowerQuad数学引擎、2D图形处理GPU和大量片上外设接口来同时运行多个任务。采用这种巧妙的多任务处理方法，可穿戴设备设计能够使用适当的任务处理工具或界面。

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MCU为节能异构计算提供多种电源模式。例如，Cortex-M33处理器可以在DSP工作时保持睡眠模式。i.MX RT MCU电源架构支持动态电压和频率调节（DVFS）和多个时钟分频器，可轻松调节处理内核。内核速度可根据需要调节，可穿戴设计能使用内置低功耗时钟源，而不是更高功率的外部源。这些创新低功耗MCU可将智能手表的电池续航延长至三周。

为您的智能手表设计添加语音功能，实现语音控制操作

恩智浦的i.MX RT MCU集成了TenSilicon Fusion 1或HiFi 4 DSP，可提供高性能音频DSP功能，支持智能手表实现语音助手和语音呼叫功能。我们的语音智能技术（VIT）是一个免费的综合语音控制软件包，可作为MCUXpresso SDK中的现成库。VIT使用恩智浦的在线模型创建工具启用客户定义的唤醒词和语音命令。除了VIT，恩智浦还可提供高级语音支持和语音处理技术，包括：

• VoiceSeeker——用于语音控制的高级音频前端信号处理，包括波束成形、高级降噪和回声消除
• VoiceSpot——低功耗唤醒单词引擎，以可靠的方式触发语音
• Conversa——多麦克风双向传输语音通话套件

为您的智能手表设计生动的图形和灵活的显示界面

i.MX RT500 MCU集成2D GPU以呈现生动的图形，实现现代化的人机交互界面设计，适用于低功耗应用。恩智浦全面的软件生态体系包括一系列来自合作伙伴的第三方解决方案，进一步简化了图形开发。

Zepp OS UI搭载AMETEK Crank软件，在Amazfit GT3智能手表等小巧设备中打造了类似智能手机的惊艳体验。Zepp OS基于FreeRTOS的开源代码，是目前市场上最轻的智能手表操作系统之一，搭载i.MX RT500等系列低功耗、高性能MCU，可使智能手表单次充电后运行三周。

AMETEK Crank Storyboard GUI框架可在恩智浦的MCUXpresso IDE工具包中直接获取，极大地简化了评估恩智浦MCU和创建丰富嵌入式GUI的流程。

24小时健康安全管理

如今，始终联网的智能手表持续监测健康生物识别数据，如日常活动及心率变化。睡眠监测也已成为许多智能手表设计的热门用例。为了在没有CPU干预的情况下轻松收集生物识别数据，i.MX RT MCU配备了低功耗DMA引擎和一系列低功耗传感器接口，如I²C和I³C总线。

如今的智能手表能够与远程医疗保健服务商分享生物识别数据，进行监测和诊断。因此，必须保证无线连接的安全性和私密性，以保护用户数据。确保智能手表设计的安全性需要强大且易于实施的安全框架，且框架必须基于强大的隔离和成熟的硬件安全技术。为了辅助智能手表和其他可穿戴设备抵御入侵，恩智浦i.MX RT MCU提供先进的内置安全功能，包括安全启动、唯一密钥存储以及对称和加密算法的硬件加速。

与恩智浦合作，推动下一代智能手表的发展

随着智能手表新用例的兴起，恩智浦在跨界MCU、无线连接、传感器接口、语音软件和安全技术方面的进步将继续满足可穿戴设备设计日新月异的需求。恩智浦全面的软件解决方案和第三方生态体系帮助开发人员优化其智能手表设计，在微型外形下降低成本和复杂性，并加快上市的时间。如需了解恩智浦的智能手表和其他可穿戴设备的解决方案，请访问www.nxp.com/wearables或下载我们的手册。

作者：


Eduardo Montanez
恩智浦半导体边缘处理事业部可穿戴设备和个人设备市场总监

Eduardo Montañez获得了得克萨斯大学奥斯汀分校电气工程理学学士学位，主修计算机工程和集成电子技术。Eduardo拥有20多年的半导体行业工作经验，专注于物联网边缘处理器方面，担任过多个职位，涉及系统与架构、业务开发和市场营销等领域。目前，Eduardo负责恩智浦的全球市场战略和市场增长，为客户开发跟踪器、智能手表、耳机/耳机、电子阅读器、AR/VR产品以及其他可穿戴设备。