打造更省電手機(jī)，傳感器中樞方案走紅

　　專長(zhǎng)于為體感控制應(yīng)用開發(fā)軟硬件的美商 Hillcrest Labs 最近搶到了中國(guó)手機(jī)品牌酷派（Coolpad）的設(shè)計(jì)案，為后者開發(fā)感測(cè)器中樞（sensor hub）軟件；這透露了眾家智能手機(jī)與可穿戴式設(shè)備供應(yīng)商想在產(chǎn)品中加入更多感測(cè)器的趨勢(shì)，不過(guò)他們同時(shí)也得尋找能有效管理系統(tǒng)中不斷增加之感測(cè)器的方法。

　　Hillcrest 表示，該公司的感測(cè)器中樞軟件產(chǎn)品結(jié)合了一系列演算法，能在提供低功耗與高性能感測(cè)器融合的同時(shí)，將感測(cè)器資料轉(zhuǎn)化成準(zhǔn)應(yīng)用程式資訊。Hillcrest并指出，為酷派開發(fā)的感測(cè)器中樞軟件是在Atmel的低功耗微控制器中執(zhí)行，藉由將感測(cè)器管理功能由智能手機(jī)的主處理中分擔(dān)出來(lái)，該軟件能：「有效地降低系統(tǒng)功耗、延長(zhǎng)電池續(xù)航力?！?/p>

　　與酷派的合作案是 Hillcrest 智能手機(jī)軟件在亞洲市場(chǎng)拿到的第二張大訂單；該公司在今年2月才宣布，中國(guó)另一家智能手機(jī)供應(yīng)商Oppo采用其Freespace感測(cè)器模組，實(shí)現(xiàn)了直觀的手勢(shì)識(shí)別功能。

　　酷派新款智能手機(jī)內(nèi)所配置的感測(cè)器中樞包含對(duì)一顆加速度計(jì)、一顆磁力計(jì)與一顆陀螺儀的支援；不過(guò)Hillcrest的一位發(fā)言人透露，如果客戶有需要，該公司開發(fā)的感測(cè)器中樞還能處理額外的體感與環(huán)境感測(cè)器，例如壓力計(jì)、濕度計(jì)、環(huán)境光感測(cè)器（ALS）。

　　如Hillcrest業(yè)務(wù)暨行銷資深副總裁Chad Lucien所言，感測(cè)器能為行動(dòng)設(shè)備帶來(lái)許多差異化功能，包括情境感知、擴(kuò)增實(shí)境、強(qiáng)化版導(dǎo)航，以及更佳的游戲體驗(yàn)。

　　在與酷派的合作案中，Hillcrest的感測(cè)器中樞軟件除了能提供更低功耗，也能帶來(lái)更高的體感追蹤性能。更具體地說(shuō)，以應(yīng)用程式角度來(lái)看，酷派能為設(shè)備使用者帶來(lái)的好處包括更精準(zhǔn)的健康與健身監(jiān)測(cè)功能（更少出錯(cuò)的計(jì)步器、精準(zhǔn)的跑步/步行狀態(tài)偵測(cè)…等）、不須與電池壽命妥協(xié)的24小時(shí)不關(guān)機(jī)，以及精確的擴(kuò)增實(shí)境與虛擬實(shí)境應(yīng)用體感追蹤；此外還有透過(guò)強(qiáng)化的電子羅盤精準(zhǔn)度，所帶來(lái)的更精確地圖與導(dǎo)航功能。

　　功能各異的感測(cè)器中樞配置

　　Hillcrest并非唯一提供感測(cè)器中樞解決方案的業(yè)者，不過(guò)在市場(chǎng)上眾多不同感測(cè)器中樞解決方案中，該公司是采用獨(dú)立的處理單元來(lái)管理手機(jī)內(nèi)的感測(cè)器功能。

　　所謂的感測(cè)器中樞，其實(shí)就是專門負(fù)責(zé)感測(cè)器管理功能的低功耗微控制器（MCU），根據(jù)所選擇的MCU之不同功能等級(jí)，感測(cè)器中樞的功能也有所不同，從最基本的感測(cè)器校準(zhǔn)與感測(cè)器融合，到先進(jìn)的應(yīng)用程式層級(jí)資料處理，以及支援動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境感知與行人導(dǎo)航等。

　　典型的感測(cè)器中樞功能──以Hillcrest Labs的SH-1感測(cè)器中樞軟件為例

　　有數(shù)款低功耗MCU核心被用以做為感測(cè)器中樞，如Atmel的MCU產(chǎn)品，就是最早被應(yīng)用在智能手機(jī)感測(cè)器中樞的；近來(lái)較熱門的方案則是采用ARM Cortex M0+核心的多款MCU。

　　隨著感測(cè)器中樞被添加的功能越來(lái)越多，據(jù)說(shuō)也有方案考慮采用更低功耗的ARM Cortex M4核心。無(wú)論是哪一種方案，已獨(dú)立的處理單元來(lái)做為感測(cè)器中樞已是明顯的趨勢(shì)；Hillcrest發(fā)言人指出，這種方案能讓設(shè)計(jì)者進(jìn)行處理器與感測(cè)器的客制化，以實(shí)現(xiàn)更具彈性與高性能的各種感測(cè)器功能。

　　還有另外一種感測(cè)器中樞方案──通常是感測(cè)器供應(yīng)商所采用的──是將處理功能與感測(cè)器元件整合在一起；這種方案是將一種低功耗動(dòng)作感測(cè)平臺(tái)與高性能加速度計(jì)、MCU結(jié)合，以簡(jiǎn)化感測(cè)器融合。不過(guò)Hillcrest的發(fā)言人表示，這種方案雖有一些功耗與整合簡(jiǎn)易性的優(yōu)點(diǎn)，但在功能上會(huì)有所限制。

　　除了Hillcrest，飛思卡爾半導(dǎo)體（Freescale）也是感測(cè)器中樞方案供應(yīng)商；后者在 2012年發(fā)表了Xtrinsic平臺(tái)，該平臺(tái)的設(shè)計(jì)超越了基礎(chǔ)三軸感測(cè)器市場(chǎng)的需求，整合了板上加速度計(jì)，并具備管理多個(gè)外部感測(cè)器的功能。

　　飛思卡爾在發(fā)表Xtrinsic時(shí)表示，該平臺(tái)并非只能提供簡(jiǎn)易的原始資料處理功能，而是能透過(guò)轉(zhuǎn)譯感測(cè)資訊與控制來(lái)實(shí)現(xiàn)感測(cè)器融合演算法所需的復(fù)雜運(yùn)算，是進(jìn)行更智慧化系統(tǒng)層級(jí)決策的理想解決方案。

　　考量到酷派與Oppo這兩個(gè)中國(guó)本土品牌在當(dāng)?shù)氐膭?shì)力，Hillcrest可算是拿到了很大一筆生意。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Counterpoint Technology Market Research的資料，酷派第一季在中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)排名第四大品牌，僅次于三星（Samsung）、聯(lián)想（Lenovo）與小米（Xiaomi）。

　　酷派智能手機(jī)在中國(guó)市場(chǎng)的出貨量甚至超越了蘋果 （資料來(lái)源：Counterpoint Technology Market Research，2014年第一季）

　　延伸閱讀

　　這種技術(shù)在 Android 陣營(yíng)的叫法 。而在蘋果里換個(gè)說(shuō)法就是M7芯片的技術(shù)。

　　讓智能手機(jī)更智能

　　今天智能手機(jī) CPU 越來(lái)越快的同時(shí)，耗電也越來(lái)越多。而另一方面，我們的智能手機(jī)上有一大票傳感器： GPS ，光線，羅盤，加速度等等。

　　每次操作這些傳感器都要通過(guò) CPU 就很蛋疼。尤其是長(zhǎng)時(shí)間頻繁操作的時(shí)侯，耗電會(huì)變得很可觀。

　　可是，如果這些傳感器如果能長(zhǎng)時(shí)間打開，應(yīng)用就會(huì)變得非常有趣：

　　Nike+ 會(huì)記錄你的跑步距離。

　　Path 可以猜測(cè)你是否飛到了另一個(gè)城市。

　　導(dǎo)航軟件就不用說(shuō)了。

　　使用溫度和氣壓傳感器，手機(jī)甚至可以在出門鬧鈴響起的時(shí)侯提醒你帶傘。

　　或者，系統(tǒng)可以在你進(jìn)入百貨商店的時(shí)侯過(guò)濾 Shopping List 。

　　Sensor Hub 技術(shù)可以幫你做到讓所有這些傳感器長(zhǎng)開，又不怎么耗電。 Galaxy S4 Sensor Hub 的協(xié)處理器芯片的功耗，僅僅為 CPU 的 2％ 。

　　而魅族 MX3 使用和 S4 一樣的協(xié)處理器芯片（ ATMEL 出品）。隨著后續(xù)開發(fā)，這個(gè)芯片除了管理陀螺儀，加速度傳感器等傳統(tǒng)感應(yīng)器，甚至可以接管呼吸燈等獨(dú)自的硬件設(shè)備。

　　大家都想要“智能手機(jī)”，問(wèn)題是，什么是智能？肯定不是為了省電只好讓 GPS 時(shí)斷時(shí)續(xù)。

　　到了今天，智能真的不再是更快的 CPU 。更多的時(shí)侯，智能是更強(qiáng)的感知能力，和結(jié)合這種能力的新應(yīng)用。他們可以讓你的手機(jī)更聰明，不管對(duì)手的主頻有多快。

　　為什么叫 Sensor Hub ？

　　因?yàn)?Sensor Hub 技術(shù)不是用一塊芯片解決的。

　　的確，這個(gè)解決方案需要一塊協(xié)處理器芯片（蘋果定制的那塊，就是 M7 ） 。

　　但是，有了這塊芯片還不足夠。你至少做硬件設(shè)計(jì)的時(shí)侯，還需要讓這個(gè)芯片可以控制手機(jī)的這些傳感器不是？你的系統(tǒng)還要為這塊芯片做優(yōu)化不是？

　　所以，整個(gè)解決方案，其實(shí)是匯集盡可能多的傳感器到一個(gè) Hub（ 協(xié)處理器芯片 ） 上，讓他來(lái)控制所有的傳感器。 CPU 就歇著吧。

　　這就是 Sensor Hub 。明白了原理，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)名字比蘋果的 M7 來(lái)的準(zhǔn)確。

　　蘋果M7更直觀展示這種技術(shù) ？

　　問(wèn)題是，這種技術(shù)上的正確，讓用戶很迷惑。

　　Hub 是啥玩意？技術(shù)架構(gòu)？解決方案？聽(tīng)著就頭大。

　　所以蘋果真的是營(yíng)銷天才。他直接告訴用戶， iPhone5s 有 M7 的芯片。傳感器可以長(zhǎng)開還很省電！

　　于是，技術(shù)方案被物化成一個(gè)個(gè)實(shí)實(shí)在在的東西 － M7 ，還給了個(gè)大大的照片！宣傳上強(qiáng)調(diào)，這個(gè)芯片是多出來(lái)的哦！

　　于是用戶閃電般的理解了。多了新東西！賺到的感覺(jué)油然而生。而且，用戶肯定相信這個(gè)芯片的好處，否則加他干什么。