Silicon Labs在人机界面市场的组合拳

Wii和iPhone的杰出表现刺激了很多电子产品的制造商,藉由传感器获得的用户体验转变成滚滚现金流流入任天堂和Apple的账户。现在,有越来越多的电子产品结合高速发展的感测技术,以期改善消费者使用感受。例如,增加对于预测使用者需求的智能化功能,以及通过触摸和直觉式手势实现人机互动等等。不过,这些先进的人机界面功能往往需要牺牲功耗和性能,并导致更高的软件复杂度,因而对设计环境形成一大挑战,而如果需要多种交互传感技术,那么开发难度可向而知。

尽管复杂度不断增加,但仍然有越来越多的设计公司投入到人机交互产品芯片的研发制造中来如Atmel、Avago、Cypress、Intersil、IDT、Freescale、Microchip、Synaptics等知名芯片供应商,这也使得这一市场竞争愈发激烈。

作为后来者的Silicon Labs,用以打动客户的方法是提供全套感测方案。Silicon Labs的QuickSense系列利用已取得专利及申请专利中的技术,加上直觉式的设计环境,让开发人员能一站式取得人机界面芯片和软件方案。该公司的混合信号知识产权为其人机界面技术的基础所在,这些技术包括红外线、电容式触摸感应、高性能处理和低功耗设计。

电容式触摸感应和红外感应双管其下

新近推出的产品包括Si11xx系列接近和环境光线传感器和C8051F800系列电容式触摸感应微控制器(MCU)。其中,F800系列能让开发人员将精密复杂的触摸感应界面加入各式各样的消费性和工业电子产品中,例如机顶盒、家庭照明控制、恒温控制、家庭安全设备、POS机、便携式电子产品和小家电等;而Si1102及Si1120具备最佳化的电源效率,能实现非接触式人机界面感测和优异的检测范围。Si1102/20是各类感测应用领域的理想之选,该部件非常适用于诉求系统节能、损害检测/检验及手势解读的产品,例如便携式电子、网络电话、显示器、多媒体信息站(kiosk)、自动贩卖机、互动玩具、时钟收音机,以及其他消费性和工业产品。

C8051F800电容式触摸感应微控制器

F800微控制器系列具有专利申请中的电容数字转换器(CDC),可在终端产品中实现最佳的触摸感应功能。此高分辨率电容数字转换器具备40μs获取时间,结合一个25MIPS中央处理器(CPU),可提供精密及快速反应的触摸感应功能,足以取代机械式按钮、滚轴和滚轮。先进的16位分辨率让电容数字转换器和固件可以补偿在原型和生产阶段的形状和厚度落差,使F800微控制器非常精确,又可以通过设定Threshold值以避免误触,进而改善终端产品的可靠性。电容数字转换器所需的CPU资源极少,这让微控制器得以执行其他任务并增进系统性能。

大部分的电子系统都会进行优化以降低功耗,而在加入触摸感应的功能后,这通常会变成一大挑战。F800提供创新的触摸唤醒功能,让处在省电模式的微控制器在触摸发生时能被快速唤醒,如此可节省整体系统耗电。

QuickSense Si1102传感器

QuickSense Si1102传感器能使电子装置快速感测到使用者的接近,例如,能检测手机正靠近使用者的脸部,并据此调整显示器和亮度。举例来说,QuickSense Si1120红外线接近和环境光线传感器能检测外在环境的光线,据此降低屏幕背光照明亮度以节省电力。与F700和F800触摸感应微控制器(MCU)搭配时,QuickSense方案能实现智能动作感测,提供设计人员适合其应用的完整人机界面技术组合,并能从根本改善用户经验。

从以往经验来看,要将先进的人机界面设计整合至终端产品,可以说是充满挑战,且必须在性能和功耗方面有所妥协。Silicon Labs凭借专利技术及累积多年的红外线产品设计和制造专业,已打造出无需妥协的创新方法。与传统红外线LED必须长时间进行多次脉冲以达到精确的测量的方案相比,Si1102/20部件使用专利的单一脉冲接近测量技术,在电源效率上可达到4000倍的改善,电池寿命得以延长,而这正是便携式应用的关键特性。在长达50cm的距离范围(无镜头辅助)内,Si1102/20能在使用者不在现场时轻易关闭显示器及其他功能。此省电功能特别适用于家电用品、安全设备及网络电话等产品。

Si1120部件实现了创新、专利申请中的非接触式手势接近滚轴技术,让使用者无需实际触摸,只要利用简单的手势便能操纵。杰出的灵敏度让此非接触式控制功能提供更多好处,可在各种照明条件下提供稳定的性能。它也让产品可使用低成本及小体积的红外线LED,如此通常能明显降低系统成本。

“Silicon Labs的触摸感应微控制器系列提供精确和快速的性能以及众多功能,能降低系统成本,并改善空间有限的应用的可靠性。”Silicon Laboratories 人机界面产品总监Steve Gerber表示,“与我们的红外线传感器搭配,我们的触摸感应微控制器还能实现智能化动作感应并节省耗电,这意谓着更长的电池寿命以及系统效率的提升。由共同开发环境支持,QuickSense部件能让设计人员快速可靠地将先进人机界面特性加入最终产品。”

组合拳的优势

通过QuickSense Studio开发软件,Silicon Labs的全新感测部件皆能轻易进行编程。QuickSense Studio配置向导可简化将人机界面技术整合至终端产品中的程序,让设计人员可设定电容式按键、滚轴、滚轮以及触摸屏幕,通过使用直觉式软件图形用户界面(GUI),将能产生这些选定功能所需的C语言程序。这一工具通过丰富的应用程序接口(API)数据库实现红外线接近和环境光线传感器的配置。QuickSense Studio也提供实时监测和调整工具,让开发人员能彻底地测试及优化他们的用户界面。可以说QuickSense Studio是Silicon Labs人机界面市场的关键所在,而随着技术的发展,未来可能还会有更多更有意思的人机交互技术融入这个开发系统,一些新的组合应用得以快速实现,这才是组合拳真正的威力所在。