The Embedded Foundation of Wearable AR

מכשירים מתוחזקים (AR) – ממשקפיים חכמים ועד לתצוגה ממוקדת ראש – מאמתים את האופן שבו בני האדם מתקשרים עם מידע דיגיטלי המורחב על העולם הפיזי, שלא כמו חסום AR בסמארטפונים, דרישות AR מותאמות לתהליכים רצופים, בזמן אמתיים בגורם קומפקטי שאינו מסכן את נוחות המשתמש או חיי הסוללה.

מערכות Embedded בהקשר זה בדרך כלל משלבות מיקרובקרים או מעבדי יישומים עם מאיצים חומרה ייעודיים עבור ראיית מחשב, גרפיקה, ומיזוג חיישן.הם חייבים לפעול תחת תקציבי חשמל קפדניים של כמה וואט תוך מתן עצלות ברמה של מילימטרית-שנית.עם קצב המהיר של חדשנות Semiconductor למחצה, אנו עדים לשינוי לקראת שילוב יותר, חכם, אנרגיה, עיצובים, מחפש אחר הדור הבא של מהנדסים, מחפש אחר, מחפש אחר, הדור הבא של טכנולוגיות AR.

תפקיד מרכזי של מערכות Embedded AR Wearable

התפקיד של מערכות משובצות ב- AR עונד התרחב מבקרי תצוגה פשוטים לפלטפורמות מחשוב מקיפים שמטפלים בעומסי עבודה רבים במקביל. משקפי AR מודרניים, למשל, חייב לעבד זרמי מצלמה ברזולוציה גבוהה, להפעיל אלגוריתמים בו זמנית ומיפוי (SLAM), להפוך גרפיקה תלת-ממדית, ולנהל את Bluetooth או Wi-Fi קישוריות - כל זאת תוך שמירה על גורם קל משקל, צורה זו.

פונקציות ליבה: מ-חיישנים קונים ועד אינטראקציה למשתמש

מערכת משובצת במכשיר AR לביש מבצע מספר פונקציות קריטיות בזמן אמת:

  • (FLT:0) צילום ועיבוד וידאו: FLT:1 Capturing הסביבה של המשתמש באמצעות מצלמה אחת או יותר, החלת תיקון עיוות, התאמות חשיפה, והחלפת מסגרות לאלגוריתמים חזון.
  • (FLT:0)Sensor fusion:FLT:1 מריינג נתונים מ IMUs (accelerometer, gyroscope, מגנטימטר), חיישני עומק (למשל, זמן טיסה או אור מובנה), וחיישנים סביבתיים אחרים לעקוב אחר מיקום ראש וכיוון עם נמוך.
  • (FLT:0 מיפוי ויזואלי:0) מיפוי: 1FLT ועדכון מודל 3D של הסביבה באמצעות SLAM או odometry חזותי-אינטלי (VIO), המאפשר אובייקטים דיגיטליים לעגן על פני השטח הפיזי.
  • (FLT:0Rendering and User Interface:FLT:1) יוצר את ה- AR Overlays באמצעות תצוגה אופטית של רואה דרך או תצוגה המבוססת על מצלמה, וניהול מגע, מבט או קלטות קוליות.
  • (FLT:0) תקשורת ללא תשלום: תוכן הזרמת 1FLT 1:1, מסונכרן עם טלפון חכם או ענן, והורדת חוויות חדשות על קישורים בעלי נטיות נמוכה.

כל פונקציה מטילה מגבלות ייחודיות: עיבוד ראייה מעדיף רוחב פס זיכרון גבוה ומקבילה, בעוד אודיו וקישוריות בעוצמה נמוכה דורשים רכיבה יעילה על אופניים חובה.מערכת משובצת חייבת לתזזז את המשימות האלה ללא חימום יתר או ניקוז הסוללה תוך דקות.

אדריכלות: Hardware Architectures Drive Performance

הבחירה המסורתית של AR לביש היה מעבד:0application מעבד מעבדים 1FLT 1 פועל מערכת הפעלה בזמן אמת, יחד עם מעבד ראייה נפרד.רחבה, יצרנים נעים לעבר FLT:2מערכת-on-chip (SoC)FLT 3, אשר משלבים מעבדים CPU, GPU, DSP, יחידות עיבוד עצביות (NPU), ו-NPUs), ו-Hol-S-Sols-S-S-S-S-S-S-S-S-OL-S-S-S-S-S-S, כולל דוגמאות ל-Squaregongemcregons, כולל סיליקון-C.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.

מגמה נוספת היא השימוש במיקרו-בקרים בעוצמה נמוכה (FLT:0) עבור תמיד-על-ידי חישה: MCU מוטבע יכול לפקח על נתוני IMU בתדר נמוך כדי להעיר את המעבד הראשי רק כאשר תנועת הראש מזוהה, שמירה על אנרגיה משמעותית באופן דומה, ייעודית:2machine Learning accelsLTF מאפשר מעקב אחר תכונות אבטחה גבוהות יותר, ו- ARacterative, ללא תכונות אבטחה גבוהות יותר.

נהגים טכנולוגיים מרכזיים שגורמים ל Embeddeds

מגמות טכנולוגיות שונות דוחפות מערכות משובצות ב- AR לשימוש קטן, חכם יותר וארוך יותר של יישום.הבנת נהגים אלה מסייעת לצפות את יכולות ההתקנים רק כמה שנים.

מינימום של Components

[הצעדה הבלתי פוסקת של חוק מור ממשיכה לכווץ טרנזירים, אך עבור אריזה לבשה, המיניגלגלות יוצאת מעבר לליתוגרפיה.טכניקות אריזה מתקדמות כמו FLT:0fLT:0f-out wfer-out ו-FOWLP)FLT1 ו-FLT:2-Silicon באמצעות מעצבים (TSVs)FLT 3) מאפשרות ערימה של זיכרון, לוגיקה, חיישנים אנכיים, ואופטימיים, כמו גם תכונות מעגליות יותר, כגון:

המונחים: low-Power design innovation

(ב) קיבולת הסוללה היא לעתים קרובות צוואר הבקבוק עבור AR - משתמשים מצפים לשימוש יומיומי.חדשנות ב-FLT:0) סוללות מחשובות של ה-Mcreshold מ-FLT 1 (הכולל מעגלים הפועלים במתחים בקושי מעל סף טרנזיר, מאפשרים למעבדים לספק ביצועים נאותים למשימות רקע בשבריר של כוח טיפוסי ותדירות (DVS) לאפשר למערכת להתנפח עד 3, אם כיבודקים בתאים קלים, אם כי אם כי אם כי אם כי הם יכולים בסופו של מערכת ההפעלה עשויה בסופו של חומר אורדקלם של דבר להורדת תאים קלים (DVF2, בנוסף להורדתם).

על-ידי אנליזה של אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונות

[ה] חוויות AR מסתמכות על משימות ראיית מחשב אשר דרשו בעבר שרתים בענן.מערכות Embedd כוללות כעת את יחידות העיבוד של FLT:0 (NPUs) irFLT:1 המסוגלות להפעיל מודלים קוונטיים לאיתור אובייקטים, מעקב אחר יד, ו-Samtic Scation ב 30 מסגרות פרטיות לשנייה תוך שימוש בעיצובים עתידיים אחד של וואט יפצה:2 רשתות עצביות ו-ApanaFde: 4.

שדרוג קישוריות: 5G ו-Wi-Fi 6/7

(המציאות המוגברת מרוויחה באופן דרמטי מרשתות נמוכות, קישורים אלחוטיים גבוהים עד כה.(FLT:0)5GGFLT:1, במיוחד להקות גלי מילימטר שלהם, יכולים לספק רוחב תת-עשרה-מילימטרי ו-Ghebit באמצעות לוח, המאפשרים פיזור של משאבי חשמל כבדים או אתגרים מונעים על ידי ענן ללא פיזור, בינתיים,F2D2:

אפשרויות ל-Flowing Capabilities in Next-Generation AR Wearables

עם מערכות משובצות בסיסיות מתקדמות, תכונות חדשות הופכות ליעילות אשר הותקפו בעבר למעבדות מחקר.יכולות אלה יגדירו את חוויית המשתמש של AR לביש בשנים הקרובות.

מחשוב עת אמיתי ומפת הסביבה

מערכות משובצות עתידיות יתמכו ב-FLT:0 (Time 3D ReventFLT):1 של הסביבה בקנה מידה החדר, עם דיוק תת- ס"מ זה מעבר ל-SLAM: הוא כולל מעקב אחר אובייקטים דינמיים (למשל, אנשים נעים דרך החלל), טיפול בשקיקה דיגיטלית מתמשכת, ועוגן דיגיטלי מתמשך ששרד מחזורי כוח כאלה, בהתאם למעבדים מעמיקים ולזיכרון גבוה, למשל, ל-IF2 הקרוב, כדי לשלב את התכונות של ILT2, כמו LT2, ו-Ip II, כדי להשיג תכונות דיגיטליות קבועות של LT2, כמו LT2, ו-IpSL.

ממשק משתמש מותאם ו- Context-Aware User Interfaces

עם AI על-ידי device, AR יכול ללמוד העדפות משתמשים ולהתאים את הממשק בהתאם.מערכת משובצת עשויה לזהות מחוות נפוצות (למשל, צובט לבחירה, להחליק לפטור) ולהתאים את הרגישות בהתבסס על היד הדומיננטית של המשתמש או דפוסי תנועה.FLT:0Gaze-based PointersFLT:1 בשילוב עם חיזוי קונטקסטואלי (למשל, כאשר מסתכלים על קוד פתוח באופן אוטומטי).

ניטור בריאות משולב וביוטכנולוגיה

ראשי AR לבישים נמצאים בקשר הדוק עם המשתמש, מה שהופך אותם פלטפורמות אידיאליות עבור מערכות הבריאות sensing. Embedded יכול לשלב בין FLT:0 photoplethysmography (PPG) חיישנים גלמ"ד 1 עבור קצב לב, FLT:2electrodermal פעילות (EDA) 3 עבור מתח, ו-LT:4 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) לשימוש באפקטים רפואיים על ידי חשיפה נמוכה (Factorpericial Analytics) עבור פעילות גופנית (Fend) עבור פעילות גופנית (Dateicials)

פתרונות סוללות וניהול חשמל מתקדמים

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ניווט אתגרים טכניים ושוק

למרות התפיסה האופטימית, יש להתגבר על כמה מכשולים משמעותיים לפני מערכות משובצות ב AR לביש את מלוא הפוטנציאל שלהם.כתובת אתגרים אלה חיונית להצלחה בשוק.

Power-Performance Trade-offs in thermal Constraints

(המערכות המודגשות במשקפיים חייבות לפעול ללא קירור פעיל - לא אוהדים או צינורות חום מקובלים.פסק חום ניתוק דרך מסגרת גבולות כוח עיצוב תרמי (TDP) לכ- 2-3 וואט. צ'יפס עתידיים יצטרכו לספק 10x את הביצועים ל-Valt של עיצובים עכשוויים.

אבטחה ופרטיות בקונטקסט לבוש

[המכשירים] האינטימיים – הם רואים את כל מה שהמשתמש שומע באופן ישיר את כל מה שהמשתמש שומע, מערכות Embedded חייבות לאכוף את ה-FLT:0hardware-isolated Execues (TEE) vedows באופן ישיר, כדי לשמור על מידע ביומטרי ומצלמות מקבצי אבטחה של יישומים זדוניים, כגון FLT:2מאובטחים שלחול 3LT:

ניכוי עלויות לאימוץ המונים

(הופנה מהדף AR ראשי תיבות של ימינו עולים אלפי דולרים, בעיקר בשל מרכיבים יקרים כמו מודטים גל מותאם אישית, מיקרו-פתרונות ברזולוציה גבוהה, ומודולים מיוחדים של חיישן סיליקון דחוסים הם גם משמעותיים כאשר הם מוקפים על צמתים מתקדמים (7nm או 5nm) כדי להגיע לנקודות מחיר הצרכנים (תחת 500 $), יצרנים יצטרכו לאחד פונקציות פחות ממינוף, לא מבוימים עבור פונקציות קריטיות פחות, ואימוץ:

ארגונומיה ונוחות המשתמש: ה- Invisible Constraint

לא ניתן להשיג מערכת משובצת אם המכשיר אינו נוח ללבוש לתקופות ארוכות.חלוקה במשקל, מרכז הכבידה, ופירוק חום משפיעים על נוחות המשתמש. Components חייב להיות נבחר לא רק עבור ביצועים חשמליים אלא גם עבור גודל פיזי ומשקל. גמישים וצוותי שבב גמישים על אופטימיזציה של תפקוד שבב על מנת לדחוס את המערכת כדי לדחוס את עקומת המשקפיים, המשתמש חייב להיות ממשק אינטואיטיבי - מערכת הפעלה גמישה של 50 שניות של חיישן תנועה:2-F-F-מחדש- 2.

מסקנות ו- Outlook

העתיד של מערכות משובצות בתקני מציאות רבודה הוא אחד משילוב, אינטליגנציה ואינטימיות. As SoC אדריכלות ממשיכה להדחן, יעילות כוח משתפרת, ו- על-ידי שכפול AI, הפער בין ראשי התיבות של העשור הנוכחי לבין צוותי המשקפיים המסוגינים של המחר הוא רק פתרונות אבטחה בטווח הארוך, כגון מחשוב, ממשקי עצב הסתגלות, ניטור בריאותי-לחשוף יישומים על פני מערכת מקוונת, ופתרונות מתקדמים יותר, לא יסופקו על-ידי פתרונות אבטחה גמישים, אלא על-ידי פתרונות אבטחה גמישים, אלא על-ידי פתרונות אבטחה, ולא יסופקים יותר, אלא על-ידי פתרונות אבטחה גמישים, אלא על-ידי מערכות אבטחה לטווח הארוך יותר, אלא על-ידי פתרונות אבטחה.