撰稿人：半导体技术编辑 Dave Bursky
低功耗Bluetooth® 运行模式让可穿戴技术获得了所需的耐久性。
可穿戴技术有许多外在形式，如集成线缆和传感器的纤维、心率监控器与 RFID 腕带等院内使用医疗设备、追踪锻炼时健康数据的智能手表和健身手环、Google Glass 等智能眼镜，乃至具备蓝牙链接的电子珠宝，以及饰以可显示定制信息或艺术图案的嵌入式 LED 的服装。这些可穿戴设备大多通过无线方式与智能手机、平板电脑或定制基站通信，而且几乎全部利用某一形式的蓝牙提供相应的连接。
所有眼光都聚焦于可穿戴电子设备市场 – 毋庸置疑的是，市场规模已有数十亿美元，未来十年更将达到数百亿美元，市场研究公司 IDTechEx 的董事长 Peter Harrop 博士作上述表示。Harrop 解释道，销售可穿戴设备（从头到脚）的一大挑战是缺乏可用的“不动产”。我们只有一个脑袋，很少会有人在自己头上佩戴多个电子设备。此外，我们也表现为似乎只有一个手腕，很难让我们摘下现有的手镯和手表等，替换为电子设备，因为我们不大可能在每个手腕上佩戴功能型饰品，或者在一个手腕上戴上多个物件。
在不久前加利福尼亚伯林盖姆举办的可穿戴设备大会上，与硬件和软件实施相关的许多问题得到了讨论，而即将在旧金山举办的智能纤维大会还会进行这样的讨论。例如，可穿戴设备大会的几场会议审视了使用 Android 的蓝牙硬件的实施挑战，探讨了 Pebble 智能手表的开发，以及硬件开发的其他方面。
下周举办的智能纤维大会上将有 BodiTrak 等公司的身影。BodiTrak 将展示能够嵌入在可伸缩/可透气智能纤维中的智能体表传感器，以及嵌入在智能床品中的传感器，后者可以感应并调节床铺，满足就寝者整晚的需求。另一家公司是 Heapsylon，他们将展示 Sensoria Fitness 智能服饰产品，如 Fitness T-shirt 和 Sports Bra，以补充他们过去发布的 Sensoria Fitness Socks（图 1）。这些服饰配备专有的织物传感器和可拆卸蓝牙设备。
除了健身锻炼外，Sensoria 可穿戴设备还通过跟踪用户的睡眠量和睡眠质量来增强用户的总体健康。ComfTech 织物传感器可以提供心电图 (ECG) 信号，而且基本上可利用任何可提供心率、呼吸频率以及卡路里消耗等信息的电子设备。
图 1：Sensoria Fitness T-shirt 融合了专有的织物传感器，可以连接来自Polar 或Garmin 等公司的可拆卸蓝牙设备。
展示智能纤维的公司还有Clothing+和EEONYX Corp。Shimmer则将展示尺寸仅为51 x 34 x 14 mm 的可穿戴传感器平台Shimmer3。该平台基于德州仪器公司的 MSP430 16 位超低功耗微控制器构建（图 2）。这款 MCU 的功耗不到 100 mA/MHz，而停用模式则仅需 100 nA（用于将数据保存在 MCU 的 RAM 中）。该传感器平台还包含加速计、磁力计、陀螺仪、压力传感器，以及用于无线连接的蓝牙无线电。
图 2：Shimmer 提供的可穿戴传感器平台基于 TI MSP430 16 位微控制器构建，其中封装了加速计、陀螺仪、磁力计、压力传感器，以及蓝牙无线电。
蓝牙设备经过了演进，能够满足不断增长的低功耗解决方案需求。目前使用的主流蓝牙标准有三种：蓝牙 2.0（常称为典型蓝牙技术）、蓝牙 4.0（同时提供标准高速模式和数据速率受限的低能耗模式，后者称为低能耗蓝牙 (BLE)），以及功耗保持在最低水平的单模式低能耗蓝牙标准。最近加入了称为智能蓝牙 (Bluetooth Smart) 的增强版低能耗蓝牙，它使用在属性协议 (ATT) 基础上构建的 GATT（通用属性配置文件）。GATT 配置文件确定通用运算，以及 ATT 传输和存储的数据的框架。由于使用 GATT，各种蓝牙设备与平台连接的任务得到了简化。
蓝牙芯片供应商几乎都将智能蓝牙加入到他们的产品组合中。在最近于加利福尼亚圣何塞举办的蓝牙世界大会上，博通、CSR、Dialog Semiconductor、EM Microelectronic、Nordic Semiconductor、德州仪器等公司全都展示了各自的智能蓝牙解决方案。在最新颖的解决方案中，来自 Dialog 的 DA14580 是一款高度集成的蓝牙芯片，其中搭载的 ARM® Cortex®-M0 32 位处理器核心可以同时处理控制运算和执行蓝牙软件堆栈，无需第二个微控制器。
该芯片包装于微小的 2.5 x 2.5 mm 芯片级封装（或者标准的 5 x 5 或 6 x 6 mmQFN 封装），加上可提供完整 BT 子系统的周边组件，也仅需要极少的额外主板空间。村田和松下这两家公司提供的多芯片模块，可在不到 11.2 mm2的面积内装备完整的 BT LE 子系统。智能蓝牙芯片具有深度睡眠模式，仅消耗 500 nA 用于将数据保存在内存中。由 3-V 电源供电时，该芯片的传输功耗为 4.8 mA，接收功耗为 5.1 mA。
Nordic Semiconductor 的 nRF51 蓝牙系统级芯片同样也使用 ARM Cortex M0 核心，它提供了多协议智能蓝牙解决方案，可同时处理ANT/ANT+ 标准和专有的2.4 GHz 协议堆栈。
CSR 的 CSR101x 单芯片设备提供的也是单芯片解决方案，它具备低能耗蓝牙无线电（通过板载 16 位处理器）和许多 I/O 支持功能。CSR1010、CSR1011 和 CSR1012 配有 64 KB 片上 ROM 供蓝牙 4.0 单模式软件堆栈使用，还可配备最多 64 KB 供客户应用程序和数据存储使用。所以，该芯片将创建低能耗蓝牙产品所需的一切打包在一起，在单一 IC 上运行射频、基带、MCU、蓝牙 v4.1 规范认证堆栈，以及客户应用程序软件。