Gli straordinari progressi dei telefoni cellulari, rispetto alla prima generazione di “trasportabili” della metà degli anni 80, lasciano immaginare come evolverà la generazione emergente di dispositivi indossabili: sebbene questi rappresentino oggi un fantastico risultato dal punto di vista tecnico, le insaziabili richieste da parte del mercato di avere più funzionalità, valore, stile e praticità porteranno a migliorare l'integrazione, la miniaturizzazione e l'efficienza energetica.
Dall'accessorio al dispositivo intelligente
Accessori indossabili come orologi da polso, occhiali, abiti, cuffie e gioielli sono ormai da generazioni parte integrante della vita quotidiana. Il prossimo passo è che questi accessori diventino dispositivi intelligenti in grado di dare un valore aggiunto alle attività di chi li indossa. Dispositivi indossabili come gli orologi intelligenti che favoriscono uno stile di vita più salutare rappresentano un settore con ottime opportunità di crescita. Il costante contatto con il corpo permette al dispositivo di monitorare i livelli di attività in tempo reale e registrare aspetti come il battito cardiaco, la pressione sanguigna e la temperatura del corpo, permettendo applicazioni come la registrazione di prestazioni sportive o il monitoraggio della salute. Funzioni di rilevamento del sonno possono monitorare ed aiutare a migliorare i cicli di sonno, così che l’utente possa sentirsi più riposato ed energico. Nel settore medicale, gli indossabili possono consentire ai professionisti sanitari di monitorare un gran numero di pazienti da remoto, e possono persino aiutare chi li indossa a gestire il proprio trattamento, identificando miglioramenti o peggioramenti.
Aspettative crescenti
Per avere successo, la tecnologia indossabile deve dare agli utenti finali un messaggio chiaro e deciso. Inoltre, l’attrattiva commerciale dipenderà significativamente da aspetti come le dimensioni, il peso e la forma che permetteranno al dispositivo di essere indossato comodamente. Un aspetto elegante e controlli sensibili e intuitivi sono altresì fattori estremamente importanti nelle applicazioni di largo consumo. Ciò richiede che componenti importanti come il controllore principale, e qualsiasi sistema wireless, inverter o caricabatteria, siano altamente miniaturizzati ed energeticamente efficienti. Un basso consumo generale di potenza è fondamentale affinché le batterie siano piccole e leggere.
I semiconduttori fanno un passo avanti
La connettività wireless è un requisito essenziale, non solo per consentire un collegamento agevole con l’ecosistema dell’utente - ad esempio uno smartphone o un computer - ma anche per aiutare i progettisti a eliminare voluminosi connettori, semplificare la chiusura degli involucri e garantire una maggiore robustezza e la tenuta all’acqua. Il processore applicativo Toshiba TZ1000 basato sul nucleo Arm Cortex-M4F a 48 MHz soddisfa le complesse richieste dell’emergente settore dei dispositivi indossabili, integrando periferiche analogiche e digitali, circuiti Bluetooth Low-Energy in banda base e a radiofrequenza, e un’architettura a bassa potenza che sfrutta la topologia “power island” (isole di potenza) per permettere di spegnere i componenti del dispositivo che non sono temporaneamente in uso. Le periferiche integrate comprendono un convertitore A/D sigma-delta multicanale a 24 bit per convertire segnali analogici provenienti da sensori esterni come termometri, sfigmomanometri o misuratori di battiti cardiaci. Un accelerometro integrato permette alle applicazioni di monitorare l’attività della persona, mentre è in fase di sviluppo l’integrazione di un giroscopio e di un magnetometro per servizi avanzati di rilevamento del movimento, posizione e localizzazione. Se l’applicazione richiede un sottosistema wireless discreto, il chip Toshiba TC35667 Bluetooth LE IC standalone combina più tecniche di gestione della potenza per massimizzare la durata della batteria e utilizza la tecnologia Rf-Cmos IC di Toshiba per minimizzare il numero di componenti esterni richiesti. La pila omologata Bluetooth LE e il profilo Gatt (Generic Attribute) semplificano il progetto nonché il collaudo e la certificazione del prodotto finale.
Liberi dai cavi per sempre
Tecnologie wireless emergenti come Wi-Fi Direct o TransferJet possono anch’esse fornire connettività a uno smartphone o a un Pc, a dispositivi indossabili o ad apparecchiature come stampanti e chioschi interattivi. La tecnologia TransferJet offre bassi tempi di accoppiamento e una velocità di trasmissione effettiva pari a 375 Mbit/s su distanze di circa 3 cm e può essere supportata utilizzando il circuito integrato Toshiba TC35420 TransferJet, progettato per garantire un bassissimo consumo energetico per bit trasmesso. Il circuito di interfaccia Toshiba T6NE2XBG Nfc Contactless Front-end supporta invece diverse modalità operative e tipologie di modulazione. Ciò fa sì che un orologio intelligente possa essere utilizzato come supplemento o sostituto di uno smartphone, facilmente omologabile secondo i requisiti degli operatori del servizio wireless. Un altro chip, il modello T6NE7, è adatto per dispositivi progettati per funzionare come tag Nfc di tipo 3. Può essere alimentato dall’energia presente nel campo a Rf del lettore e ha una modalità di standby con un consumo di 0 µA. Per minimizzare i tempi di attesa prima che un dispositivo indossabile scarico possa essere nuovamente pronto per essere utilizzato, la ricarica wireless è una soluzione interessante. L’efficienza di ricarica è paragonabile a quella tramite cavo e quindi permette una ricarica pratica e veloce “on the go”, ad esempio per ricaricare un orologio intelligente tramite una base di ricarica desktop mentre si continua a lavorare. TransferJet, Bluetooth LE, Nfc tag e i circuiti integrati di ricarica wireless possono essere combinati in un dispositivo di infotainment indossabile dotato di una memoria utente ad alta densità e di una fotocamera Cmos. Toshiba possiede un’ampia gamma di fotosensori Cmos con una esclusiva geometria di pixel che offre un’alta sensibilità e un elevato rapporto segnale/rumore al fine di migliorare la qualità dell’immagine, la resa cromatica e il funzionamento in condizioni di scarsa illuminazione.
