Yüksek Hızlı Giyimlilerin Yükselişi ve Mühendislik Önli

Giyime dayalı elektronik, basit bir adım karşılarından ve bildirim aynalarından sofistike tıbbi sınıf monitörlerine, artırılmış gerçeklik kafalarına ve her zaman bağlantılı fitness koçlarına ev sahipliği yaptı. Modern akıllıwatch şimdi on yıllık akıllı telefonların hesap gücünü paketliyor (Wi-Fi 7, 5G, Bluetooth 6), gerçek zamanlı olarak, fiziksel dünyada harita ve aşırı dijital bilgi.Bu adım, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir cihaza (USBC, PCIe, MIPI), multigigabit kablosuz bağlantılar (Wi-Fi 7, 5G, Bluetooth 6), ve gerçek zamanlı sensöre sahip olmak için dijital bir cihaz, özel bir çözünürlükte, özel bir cihazda, özel bir şekilde bir şekilde bir araya gelmek zorunda.

Yüksek Hızlı Giyimli Tasarımda Temel Zorluklar

Güç Tüketimi vs. Battery Life

Herhangi bir giyilebilir en kısıtlayıcı faktör bataryadır. 300-500 mAh hücresi akıllı bir saat için tipiktir, ancak AR bardakları genellikle bir saat altında bataryayı dökmeye zorlanır.

Miniaturizasyon ve Kombinasyon

Giyim edilebilirler doğal hareketle müdahale etmek için yeterince küçük olmalıdır. Gerçek kablosuz bir kulakbud, örneğin, tam bir Bluetooth sistemi, bir hızlayıcı, bir akü ve bir konuşmacı sürücüyü bir parmak uçluluk boyutuna yardımcı olur. Yüksek hızlı arayüzler, bağlantıların boyutunun aynı zamanda sadece 0.4 mm kalınlığında olan çok katmanlı PCB'lerde de sinyal bozulması zor olduğunu gösterir.

Bir Confined Volume'ta ısı Dissipation

Yüksek hızlı devreler ısı olarak biraz enerji harcıyor; 3 cm3 bir W zirvede bir şapel olarak hareket eden bir plastik veya kumaş şasi, kullanıcının dokunan sıcak noktaları yaratmadan her iki rahatsız edicidir.Bu, bir dizüstü bilgisayardan farklı olarak, gözlükler ile sınırlı ısınamaz.

Signal Integrity ve Interference

Yüksek hızlı dijital sinyalleri (örneğin, MIPI-PHY 2.5 Gbps'de çalışan) bile küçük bir dürtüsüz ve parasitik kapasitdisasyonla karşı karşıya kalır.Ayrıca, PCB izleri çok hızlı hatlara yakın, antene ve kullanıcının eliniz, zor bir elektromanyetik ortam yaratır.

Mekanik Flexability ve Durability

Birçok giyilebilir -baç grupları, akıllı kıyafetler, yama tipi sensörler - iz geometride değişiklik yapmak ve ömür boyu yüzlerce kez uzatılabilir. Geleneksel DERG4 PCBler tekrarlanan flexure. Yüksek hızlı sinyalleri, yüksek hızlı bir bütünlük sağlarken bile, sadece birkaç üreticinin baskı hattı özelliklerini değiştirir.

Engelli Hız ve Verimlilik Çözümleri

Ultra-Low-Power SoC Architectures

Silikon satıcıları şimdi, düşük güç adalarıyla uygulama işlemcileri sunuyor. Örneğin, ESRAT:0)Ambiq'in Apollo4) Bu yüzden C, yüksek hızda şarj edilen bir alt üst düzey bir hız kullanarak 5 μA/MHz'ye sahip oluyor. Yüksek hızlı bir şekilde şarj edilebilir bir teknoloji (SPOT) Bu, hızlayıcısı ve kalpli bir monitörden sürekli olarak şarj edilebilir bir şekilde tüm enerji tasarrufu sağlar.

Gelişmiş Ambalaj: 2.5D ve 3D Entegrasyon

Gemi uzayının kısıtlamalarının üstesinden gelmek için, modern giyilebilirler, örneğin, ses DSP'yi entegre etmek için, bir pakette 5 mm'den daha az ölçüm yapan bir sensör kontrol cihazı (TSVs), iz uzunluklarını azaltır, hem parasitik kapasitans hem de güç yüksek hızlarda çizer.Bir sonraki sürümde 5 mm'den daha kısa bir süre içinde tek bir pakette sabit bir şekilde sabit bir şekilde çalışır.

Malzeme ve Tasarım aracılığıyla ısı yönetimi

Sıcaklık boruları ve buhar odaları, daha sonra 1500 W /m·K'ya kadar ısıtılmış olan ısıtılmış parçalara ayrılırlar: 0,4 inçlik bir ısı ile ısıtılır.

Signal Integrity with Flex Substrates

Basit PCB'ler poliimide veya sıvı kristal polimer (LCP) yapılmış bir “pöpücü” tabaka çantası ile tasarlandığında kontrol edilebilir. Örneğin, 50 {{ mikrostrip izi bir flex PCB (resistörler, kapasitörler) üzerinde 20 derecelik bir telin sabit olup olmadığını kontrol edebilir (örneğin elektrot depolanmış)

Multi-Band Operasyon için Anten Tasarımı

Yüksek hızlı kablosuz kablosuz, hem verimli hem de çok yönlü antenler talep ediyor, ancak kullanıcının vücutlarını da yok ediyor ve radyasyonu azaltır. Modern giyilebilirler kullanılabilirler (varlayıcılar veya geçiş kapasitörler) dinamik olarak antenler[Döneticileri) bir şekilde, bir çek anteni Wi-Fi / Bluetooth için enerjik olarak ayarlar:2) Farklı bir seramik yama antenleri kullanarak, sabit bir dizili (vardırıcılar veya geçiş)

Sustained High Speed için batarya inovasyonları

Pil kimyası on yıl içinde iki kat daha fazla kapasiteye sahip olmasa da, yeniÖRT:0)solid-state bataryalar ) (örneğin, TDK veya KuantumScape) söz konusu 2-3 × yüksek enerji yoğunluğu ve daha hızlı şarj, vücut için kullanılabilir, sağlam enerji jeneratörleri veya daha düşük enerjiler için yüksek ısıtılabilir.

Yüksek Hızlı Giyimlenebilir Mühendislikte Gelecek Yol

AI-Driven Power Management

Bir sonraki giyilebilir dalga, ekrandaki kullanıcı aktivitesini tahmin etmek ve sistem gücünün durumunu önceden yapılandırmak için -örneğin, sensör merkezi bir el-uzlaştırma jestini tespit ederse, SoC ekranını önceden yükleyebilir ve kullanıcının ekranda görünmesinden önce yüksek hızlı otobüsleri uyandırır, ortalama güç düşük tutarken algılayabilir. AI ayrıca kablosuz protokol seçimi - Wi-Fi 6'dan BLE'ye kadar BLE'ye kadar - sadece fırsat yüklemeleri gerekir -% 50'ye kadar tasarruf sağlar.

Esnek ve genişletilebilir Yüksek Hızlı Devreler

Texas Üniversitesi'nden araştırma:0) Austin'de Texas Üniversitesi) ve diğerleri, sıvı metal alaşımlarına dayanan (örneğin, yüksek çözünürlüklü videoya sahip olan eutectic galium-indium) tarafından yapılan bu, gigahertz-fret frekans sinyallerine doğrudan baskı altında basılmış ve daha önce kumaşatik süzmelere dayanan mikro-seçmiş yüzeylere yol açabilir.

On-Chip Optik Interconnects

Bu tür küçük bir alanda elde edebilecek olan verilerin oranlarına zorlamak için bazı araştırmacılar MIPI şeritlerini araştırıyorlar, hem güç tüketimini ( dışsal direnişçiler) hem de EMI'yi kullanarak, küçük bir lazer (örneğin, III-V kuantum-dot kaynağı) birkaçı, mikro dalga kılavuzunu kullanarak, her iki güç tüketimini (düşüksüz bir sonraki verimlilikte otomatik olarak azaltılabilir ve eMI'yi geliştirir.

Enerji Özerk Giysileri

Nihai hedef, asla son derece hızlı bir şekilde çalıştırılamayan cihazlara ihtiyaç duymamak için kullanılamaz. Yüksek verimli hasat (kim ısı, RF, kinetik) ile ultra-düşük güç işleme ve yüksek hızlı iletişim kurmak için sadece son derece zorlanabilir. - ve batarya teknolojisi sıçramak için - yakında gerçek akışlar GPS'i ve ses geçirmez bantlarında çalışan yüksek çözünürlükte, yüksek hızlı diskolar ile yüksek hızlı bir şekilde bantla birlikte, yüksek hızlı bir şekilde şarj edilebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Yüksek hızlı tasarım, gelişmiş silikon işlemenin (subthreshold) kombinasyonunu kullanarak, yenilikçi termal malzemeler (grafi filmler, mikro-akılım) ve akıllı sistem entegrasyonuna karşı dengeli olmalıdır.Bugünün mühendisleri, gelişmiş silikon işlemenin (subthreshold) kombinasyonunun bir kombinasyonunun (parçalış tasarımlarını, yüksek çözünürlükte) bir şekilde kontrol etmek için, yüksek çözünürlükte olan tasarıma sahip olan tasarımlara karşı sürekli olarak bir araya gelmemektedir.