About / Advertise
Smarta accessoarer –Branschens guldkalv efter smarttelefonen
Vinstmarginalerna har börjat krympa för smarttelefonen och branschen sätter sitt nya hopp till så kallade wearables – smarta klockor och andra elektroniska accessoarer. Elektroniktidningen har dammsugit marknaden efter de komponenter som vill in i wearables. Efter Apples lansering av Watch hoppas branschen att smartklockor ska bli massmarknad.   De flesta wearableskomponenter kör ARM-processorer. Men Samsung (ovan) liksom Ingenic (nedan) saluför även dubbelkärnor på MIPS.  För Mbient Labs werableserbjudanden ligger tonvikten på sensorerna.  Freescale har lyckats packa fyra chips i en Cortex A9-modul för wearables.  |
De har kommit att betraktas som ett tillräckligt spännande område inom IoT för att förtjäna sitt eget namn och sina egna marknadsanalyser. De har blivit någonting som halvledarleverantörerna sneglar mot när de utvecklar sina komponenter och som pressreleaserna gärna framhäver, att komponenten kan användas inom wearables.
Dels hoppas och tror man på en tillväxt inom området. Dels hoppas man kunna ta fram standardlösningar.
Elektronikjättarna har börjat se ett problem vid horisonten – peak smarttelefon. Den växer fortfarande, men tillväxten minskar. Nu söker branschen efter en ny produkt.
Elektroniktidningen hittar tjugo företag som just nu lanserar systemkretsar, moduler eller referenskonstruktioner uttryckligen märkta som avsedda för wearables. Det är förstås inte en komplett bild, men att döma av hur detta utbud ser ut är wearables något som huvudsakligen byggs av ARM-processorer, småbatterier, sensorer och Bluetooth LE.
Såhär motiverar dessa komponenter sina roller. Wearables är för det första små, med en smidig formfaktor. Från detta följer att de måste vara batterisnåla, särskilt med tanke på att de typiskt också alltid är påslagna. Litiumbatterier eller knappceller från ett par hundra mAh och ner är vad de har att leka med. Stöder de skärm kan den å andra sidan vara liten, 320 x 320 punkter kan vara fullt tillräckligt.
Wearables kommunicerar trådlöst och en vanlig modell som vuxit fram har blivit att de ansluts som satelliter till en smarttelefon. Därmed kan de externalisera sin funktionalitet först till mobilen och sedan vidare till molnet, och därmed själva byggas enklare. För anslutning har Bluetooth LE blivit helt dominerande.
En annan viktigt punkt att bocka av om du vill bygga en wearable är stöd för datasäkerhet, särskilt om produkten hanterar vård eller pengar.
Den sista ingrediensen är sensorer. De är inte strikt nödvändiga exempelvis en wearables-produkt som bara fyller en dekorativ funktion, som ofta i smarta kläder. Men oftast är de tvärtom centrala. Därför marknadsförs sensorhubbar och sensornoder som wearablesplattformar från företag som Freescale, Quicklogic och Bosch.
Samsung har en programmerbar sensorhubb färdigförpackad i ett armband kallad Simband. Har du en ny spännande sensor är en väg till prototyp att anpassa den för att pluggas in i Simband där du också kan programmera den.
Men mer typiskt är erbjudandet om wearablesplattformar orienterade kring en systemkrets. Sådana kan sorteras efter sin kraftfullhet.
Systemkretsar kring brittiska ARM-cpu:er som dominerar, från kraftfulla Cortex A7 ner till strömsnåla Cortex M0+. Men fler vädrar en chans till en inbrytning och lanserar komponenter, som Imagination (MIPS), Intel och Andes.
Det marknaden framför allt sätter hopp till inom wearables är smartklockor. Analytiker spår 35–55 procent årliga ökningar av omsättningen på wearables under de kommande åren och merparten av dessa kronor ligger i smartklockor.
På andra plats i investeringsligan ligger hälsotilllämpningar, som fitnessarmband. På tredje plats medicinteknik.
Apples lansering av Watch i april spädde kraftfullt på förhoppningarna. Apple var som vanligt inte först men enligt mönstret från mp3-spelare, smarttelefoner och pekplattor hoppas branschen att Apple ska sätta en trend och göra smartklockor till en massmarknadsprodukt.
Eftersom smartklockorna är generella datorplattformar och proppade med sensorer tror man att de kommer att svälja andra delar av wearablesmarknaden. Träningsarmband ligger illa till – smartklockor har samma sensorer som de, och prisskillnaden kommer att sjunka.
Så wearables kanske i stor utsträckning kommer att implementeras i form av appar för smartklockor, likt hur smarttelefonerna svalt specialtillverkad elektronik som kameror, navigatorer, spel, fjärrkontroller, radios och bandspelare.
En smartklocka av modernt snitt är närmast bokstavligen en bantad mobiltelefon. Därmed finns det redan gott om företag därute som kan leverera komponenter. Det är dem du vänder dig till om du vill bygga en smartklocka.
Qualcomms mobilprocessor Snapdragon 400 är den populäraste klockprocessorn idag. Även Samsung har använt den, men byter i sin andra generation smartklockor till den egna Cortex A7-dubbelkärnan Exynos 3250.
Broadcom har levererat en fyrkärnig A7-processor till Sonys smartklockor, och TI har levererat en Cortex A8-Omap till Motorolas. Också Mediatekprocessorer finns i smartklockor.
Fler Cortex A-processorer som det borde gå att bygga klockor på finns hos asiatiska leverantörer som Rockchip, Spreadtrum, Allwinner, Actions, Infotm och Telechips.
Som synes är det de gamla mobilprocessormakarna som är inne i matchen. Extra kul är det att se dem som tidigare blivit frånåkta i smarttelefontävlingen få en chans till comeback.
Å andra sidan har Samsung – den idag ledande smarttelefontillverkaren vid sidan av Apple – gett sig själv en bra start även inom smartklockor. Den egna smartklockefamiljen heter Gear och släpps i dagarna i generation 2.
En av modellerna, Gear S, är bokstavligen en krympt telefon – den har till och med ett 3G-mobilmodem. Endast Samsung har en sådan ”mobiltelefonklocka” i den nya generationen smartklockor. Alla andra, även Apple Watch, är bara satelliter till smarttelefoner parade via Bluetooth LE.
Snart får Gear S och S2 dock sällskap av LG, som dessutom övertrumfar Samsung genom att bli först med en klocka med LTE-modem, i modellen Watch Urban LTE. Också du kan bygga en telefonklocka. Broadcoms Smartwatch Platform stöder 3G. Hjärtat är en fyrkärnig Cortex A7. Därutöver har den fyra kretsar: BCM59350 som stöder trådlös laddning, BCM20795 som stöder NFC, BCM4773 som kombinerar GPS med en sensorhub och BCM4343 som kombinerar wifi med Blutooth LE.
Vad gäller den sistnämnda kretsen har den vunnit trovärdighet genom att ha blivit utvald till Apples smartklocka Watch.
Apple kör som vanligt ett helt eget race i Watch för både systemkrets och mjukvara. Företaget utvecklar sin egen klockprocessor på licens från ARM och använder till och med en egen mikroarkitekturvariant kallad ARMv7k, man gissar att den helt enkelt är reducerad på instruktioner. I övriga komponenter i Apple Watch fördelas gracerna på bland annat NXP, Elpida, STM, IDT och ADI.
Vad gäller mjukvaruplattformen för smartklockor försöker både LG och Samsung, precis som inom smart-teve och tidigare inom smarttelefoner, att distansera sig från Google genom att försöka låta sina klockor snurra på egna operativsystem, WebOS respektive Tizen.
Övriga aktuella smartklockor går huvudsakligen på Android Wear, som Google tagit fram.
Android Wearklockorna måste kvalitetsmässigt kunna konkurrera med Apple Watch och här satsar Google stora resurser på både mjuk- och hårdvara.
Också Microsoft är på väg in i matchen om konsumenternas handleder med en specialversion av sitt operativsystem Windows 10.
| Det gnisslar lite
i användargränssnittet En av de fundamentala utmaningarna med wearables är användargränssnittet. Hur matar man in text på en klocka? Redan smarttelefonen har detta problem och när plattformarna med wearables krymper ännu mer blir problemet ännu större – man ska som användare inte behöva slå knut på sig själv för att använda funktionerna. Den enkla lösningen har varit att koppla wearablen till en smarttelefon och göra all besvärlig interaktion därifrån. Men det satsas idag också mycket utvecklingsresurer på att hitta ny gränssnittsteknik som gör wearables mer direkt manipulerbar. Röststyrning används i smartklockorna. Det är en teknik som just nu förbättras och man kan hoppas att den kommer att kunna bli ännu bättre – robust röstdiktering av textmeddelanden känns just nu som klart uppnåeligt i framtiden. Apple skapade flera nydanande användagränsnitt i Watch. Man ägnade mycket tid åt att fintrimma en mekanik som duttar användaren på handleden för att markera händelser av olika slag. Watchpekskärmen stöder force touch, vilket ger en motsvarighet till datormusens högerklick. Och så är armbandsurets vridkrona en controller – Samsung Gear utnyttjar klockans bezelring likadant. Ett lovande framtida teknik för werablesstyrning är geststyrning med hjälp av UWB-radar. Det finns bland annat i Googles projekt Soli. Exempelvis kan radarn se att du stryker med tummen över pekfingret, och använda detta som en volymkontroll. |
Tag Heuerklockan blir en av de första demonstratorerna för Intels halvgigahertzprocessor Quark som siktar på en bred användning inom wearables.
Quark är den gamla Pentiumarkitekturen som Intel dammat av. Man har presenterat den i två små formfaktorer för wearables, i sd-kortstorlek under namnet Edison och liten som en rockknapp under namnet Curie.
Också MIPS kan komma att dyka upp i smartklockor och wearables. Ingenic lanserade i november Newton2 för wearables och IoT på en MIPS32-dubbelkärna.
Samma plattformar som används för att bygga smartklockor har förstås fler användningar. Smarta glasögon håller sig exempelvis i samma viktklass.
Den prestandanivå i wearablesplattformar som ligger under de Cortex A7 som används i smartklockor ligger huvudsakligen vid Cortex M3- och M4-systemkretsar, även om det också finns ett gränsland mellan dem befolkat av Cortex A5.
Det som tydligast gör en wearablesplattform är sensorer och stöd för Bluetooth LE, för synkningen med smarttelefoner. Ett exempel är Toshiba-kretsen TZ1011MBG som förutom en 48 MHz Cortex M4F och BLE-stöd, har gyro, accelerometer och magnetsensor.
Ett annat exempel, utan inbyggda sensorer, är 88MB300, en Bluetooth LE-styrkrets från Marvell där hjärnan är en Cortex M3 på 128 MHz.
Ett exempel utanför ARM-världen är Samsungs modul Artik 1 som Samsung presenterar som kandidat för wearables. Den kör två MIPS-kärnor på 80 respektive 250 MHz med 1 MB RAM och 4 MB flash, och stöder Bluetooth LE.
I prestandaklassen Cortex M0 och M0+ hittar vi wearables-kretsar med Bluetooth LE från Freescale, NXP, RF Digital, TI, Toshiba och Silicon Labs. Flera av dem marknadsför också motsvarande kretsar utan BLE.
Ännu längre ner i processorkraft hittar vi en plattform från Mediatek. Företaget har dammat av den gamla ARM7-kärnan (nej, inte ARMv7 utan ARM7) och använder den i en plattform kallad Linkit, som stöder Bluetooth LE och har 4 Mbyte Flash och 4 Mbyte RAM.
Åttabitare är svåra att ge Bluetooth-stöd, men du hittar exempelvis en wearablesplattform i det runda kretskortet Gemma på Atmel ATtiny85. Kortet är stort som en femkrona och används i smarta kläder.
Bluetooth LE dominerar, men Zigbeekretsar figurerar i erbjudanden om wearablesplattformar och några av de kretsar som nämns ovan finns med Zigbeestöd istället för, eller som komplement till Bluetooth.
Zigbee har längre räckvidd och äger vissa etablerade nischer som fjärrkontroller, men har huvudsakligen förlorat kriget mot Bluetooth inom wearables allteftersom båda standarderna utvecklats.
Ovanstående är företag som annonserat wearablesplattformar eller avslöjat att de stöder wearables genom att finnas i produkter. Säkerligen finns fler. Den bubblande taiwanesiska CPU-IP-licenseraren Andes har exempelvis under ett par år profilerat sig mot konkurrenten Arm genom att säga sig vara strömsnålare och därmed lämpligare för just wearables.
