如今，這些非常真實的腕上設備和其他無線可穿戴設備（WWD）為工程師帶來一系列他們必須克服的設計細節(jié)挑戰(zhàn)。工程師必須在經(jīng)濟實惠、引人注目、超緊湊的設計中無縫集成復雜的傳感、處理、顯示和無線技術，且可在單一、小巧和具有成本效益的電池供電下工作數(shù)個月，甚至數(shù)年。下面讓我們一起來討論對于可穿戴設備、技術和組件選擇的具體需求，以及如何在超小的外形尺寸中實現(xiàn)復雜功能、長電池使用壽命和無縫無線連接。

　　在可穿戴產(chǎn)品設計中，工程師必須考慮三個關鍵因素：各種操作模式下的功耗（節(jié)能）、從匹配電路到天線之間的適當RF設計、以及設計中功率電感器件的集成度。我們將更詳細的討論集成所面臨的挑戰(zhàn)，因為很難在不考慮功耗和RF設計的情況下獨立討論這個因素。

　　大多數(shù)無線可穿戴設備涵蓋共同的組件，包括電池、天線、微控制器（MCU）、無線電和傳感器。從這個名單上看，顯而易見，電池將在很大程度上影響可能實現(xiàn)的功能和WWD的工作壽命�？紤]到電池電量將會快速耗盡，大多數(shù)WWD并非一直保持連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸，因此通常我們假設通信是突發(fā)的和偶發(fā)的。此外，集成了無線電的MCU，通常被稱為無線MCU（WMCU），它使用方便、節(jié)省電路板面積并且降低了功耗，因此我們也假設在可穿戴設計中采用WMCU。

　　為應用選擇合適的WMCU是一項復雜的決策過程，因為對于功能豐富的設備的高功能性將受到電池操作壽命的限制。如果我們僅僅關注WMCU的峰值功耗，那么從電池壽命這一單一因素來看，評估結果是相當令人失望的。然而，WWD通常工作在多種不同的能耗模式（EM），并且僅在極少情況下進入高功耗狀態(tài)。因此，通過考慮在各種能耗模式中所花費的時間，我們可以評估電池的實際使用壽命。

　　Silicon Labs為其基于ARM架構的EFM32 MCU定義了5種能耗模式：EM0（活動/運行）、EM1（休眠）、EM2（深度休眠）、EM3（停止）和EM4（關閉）。這5種模式使得設計人員能夠靈活的決策和優(yōu)化系統(tǒng)的整體功耗。然而，能夠識別這些模式以及數(shù)據(jù)手冊中的規(guī)格數(shù)據(jù)并不能確�！霸诟鞣N模式下都獲得低功耗”，或者簡單的說，不能確�！肮�(jié)能”。確保節(jié)能并發(fā)展良好的終端客戶體驗是構建WMCU可運行于這些不同模式的方法。事實上，依賴于突發(fā)傳輸之間的時間間隔，活動模式EM0可能僅占整體功耗中極小比例。而深度休眠模式EM2所占用的時間可以代表電池使用壽命的大比例。

　　當為應用選擇佳WMCU時，工程師應當關注以下特性，包括可提供高集成度、具有良好架構的低功耗WMCU。超低功耗WMCU的一些特性無需多說，但也應被完整的列出：

　　●低運行功耗（EM0）

　　●低待機電流（EM1和EM2）

　　●微處理器內(nèi)核的選擇，包括8位和32位ARM Cortex（從M0+到M4）

　　●無線電配置選擇，包括單收、單發(fā)、收發(fā)一體和性能等級

　　其他MCU特性，包括相關架構和集成度，同樣重要而且需要進一步說明：

　　●極短的喚醒時間

　　●自主的外設操作

　　●自主的外設間操作（外設反射系統(tǒng)）

　　●低能耗傳感器接口（LESENSE）

　　●豐富的高能效外設和接口

　　●RF集成

　　 低待機電流和極短喚醒時間

　　當打算設計一個盡可能節(jié)能的無線可穿戴設備時，人們必須要想到所有可能的功耗優(yōu)化辦法。當設備喚醒時，它必須要盡可能快，如：盡可能快的收集和處理數(shù)據(jù)，然后盡可能快的返回到休眠模式。確保在休眠模式和活動模式之間快速轉換是一項必須要考慮到的關鍵要素。一個處理器在活動模式所花費的時間即使僅比另一個處理器多出10%，那么對電池壽命的影響也是巨大的。例如，假設處理器1花費99.9%的時間在休眠模式（1μA），0.1%的時間在活動模式（10mA），同時處理器2花費99.89%的時間在休眠模式，0.11%的時間在活動模式，那么第二個處理器的整體電流消耗將增加9.1%。有趣的是，如果處理器1和2在每6小時中分別處于活動模式100ms和110ms，那么其結果就會突顯出極低的深度休眠電流的重要性。在這種情況下，第二個處理器只比個多消耗0.44%的電量。然而，如果處于活動模式的時間相同，并且把深度休眠電流從1μA增加到1.1μA，那么電流消耗將上升9.6%！