《電子技術(shù)應(yīng)用》
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暢想智能遙控器的未來

2015-12-25

  電視機(jī)發(fā)明于90年前的1926年,,幾十年來一直是全世界家居空間必不可少的一部分。有意思的是,,從電視機(jī)的出現(xiàn),到能夠舒服地坐在沙發(fā)上用無線方式遙控它耗時(shí)約30年--早期的有線遙控器實(shí)在不方便使用,到1955年前還連著20英尺長(zhǎng)的線纜,,弄不好就會(huì)將人絆倒,!尤金?波利(Eugene Polley)發(fā)明了首個(gè)無線電視遙控器Zenith“Flash-matic”,,該裝置通過使用可見波長(zhǎng)光直接對(duì)準(zhǔn)位于電視機(jī)正面的傳感器來執(zhí)行基本控制,,即換臺(tái)和調(diào)節(jié)音量,。

  此后每過十年就會(huì)有支持傳感器與遙控器進(jìn)行無線通信的新技術(shù)被采用,在解決遺留問題的同時(shí)常常又帶來新的問題,。超聲波的使用解決了可見光直射的局限性,,然而遙控器有時(shí)會(huì)被生活中產(chǎn)生的聲音所觸發(fā)。1980年,,世界首個(gè)紅外(IR)遙控器的出現(xiàn)似乎宣告了最終解決方案的到來--如今依然是主流產(chǎn)品(圖1)。在千禧年,,基于射頻技術(shù)的無線通信技術(shù)與協(xié)議大量出現(xiàn),,那么現(xiàn)在我們是否該和老朋友紅外遙控器說再見,并選擇新的技術(shù)呢,?由于每十年都會(huì)增加大量新功能并因此增加許多新命令,,使遙控器支持這些功能并保持易用和直觀的界面并非易事。隨著加速計(jì)和陀螺儀的更多使用,,解決這個(gè)問題的嘗試包括使用QWERTY鍵盤,、電容觸摸屏、語音控制甚至運(yùn)動(dòng)感測(cè)。

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  圖1:遙控器的進(jìn)化史

  隨著智能電視的出現(xiàn),,遙控器與電視之間的通信不再是單向通信,。用戶越來越需要在遙控器上查看狀態(tài)信息,這就需要雙向通信,。消費(fèi)者將可見光技術(shù)視為“原始”技術(shù),,盡管它也可輕松支持雙向通信。同時(shí),,消費(fèi)者也不再像過去那樣有興致閱讀好比小說一樣復(fù)雜的說明書,,來學(xué)會(huì)如何使用遙控器功能。今天的消費(fèi)者期望遙控器有更直觀的用戶界面,,拆了盒子就能直接使用,,而不是需要長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練才能使用。

  在電視遙控器上實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的功能具有一定的挑戰(zhàn)性,。如何在習(xí)慣上認(rèn)為只需要兩節(jié)AA電池就能使用好幾個(gè)月(盡管常常并非如此)的裝置上進(jìn)行電池壽命管理,?如何組合耗電的輸入功能、無線協(xié)議和驅(qū)動(dòng)二者的智能功能,,才能不需要像智能手機(jī)那樣每天晚上充電,?因?yàn)橄M(fèi)者也不會(huì)接受給遙控器天天充電的。假設(shè)功耗問題能夠解決,,我們?nèi)绾文茏尅悄苓b控器’具備有足夠吸引力的價(jià)格,,使得電視生產(chǎn)商能夠有充分的成本競(jìng)爭(zhēng)力,而且/或不會(huì)迫使消費(fèi)者完全拋棄遙控器,,轉(zhuǎn)向直接通過智能手機(jī)來控制電視,?

  通過創(chuàng)新的智能藍(lán)牙控制器DA14580,Dialog半導(dǎo)體公司希望直接解決無線協(xié)議問題--提供市場(chǎng)上最小,、最省電和成本最低的智能藍(lán)牙解決方案,。當(dāng)然,這本身只是部分地回答了那些關(guān)鍵問題:進(jìn)入DA14582智能藍(lán)牙系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)和Dialog半導(dǎo)體的新型語音與運(yùn)動(dòng)控制遙控器參考平臺(tái)(圖2),。該參考設(shè)計(jì)示范了DA14582 SoC的集成功能,,顯示了如何結(jié)合來自著名廠商的其他IC輕松實(shí)現(xiàn)所需要的外圍功能。

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  圖2:RCU語音和運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)平臺(tái)

  DA14582 SoC使用一個(gè)低功耗Cortex M0應(yīng)用處理器,,來管理集成的模擬語音識(shí)別功能和低能耗藍(lán)牙4.1,;為遙控應(yīng)用而優(yōu)化--這種應(yīng)用的特點(diǎn)是待機(jī)功耗至關(guān)重要,亦即應(yīng)當(dāng)在電路不使用時(shí)動(dòng)態(tài)地予以關(guān)閉,。該參考平臺(tái)添加了板上閃存來包含配對(duì)信息和本地固件,,利用Dialog半導(dǎo)體公司的開發(fā)工具進(jìn)行直接固件升級(jí)和通過智能手機(jī)支持在線升級(jí)。高質(zhì)量音頻子系統(tǒng)演示產(chǎn)品提供16-位采樣率(16kHz),,而且是專為RF密集環(huán)境而設(shè)計(jì),,適合我們家庭環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì),。運(yùn)動(dòng)感測(cè)功能通過博世BMI055加速計(jì)和陀螺儀組合來實(shí)現(xiàn),支持通過預(yù)定義動(dòng)作實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)手勢(shì)控制,,或者通過模擬鼠標(biāo)來提供屏幕光標(biāo)--類似于在Nintendo? Wii?上實(shí)現(xiàn)的特性,。最后,通過27鍵6x5矩陣進(jìn)行的更傳統(tǒng)的輸入和內(nèi)置的JTAG?調(diào)試功能使開發(fā)環(huán)境更完善,。Windows8.1和安卓演示主機(jī)應(yīng)用及其源代碼包含于參考設(shè)計(jì)軟件包,,可幫助加快軟件開發(fā)及上市速度(圖3)。預(yù)建模塊支持集成的日志記錄/調(diào)試(通過一個(gè)特定文本框)以及將捕獲的音頻串流保存于本地文件的功能,。虛擬化功能是通過遠(yuǎn)程按鈕可視化工具提供,,它可顯示當(dāng)前按鍵狀態(tài)。

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  圖3:智能藍(lán)牙語音和運(yùn)動(dòng)遙控器的硬件架構(gòu)

  該參考設(shè)計(jì)顯示了前所未有的低功耗,,如低于8μA的擴(kuò)展睡眠模式(同時(shí)保持所有系統(tǒng)內(nèi)存的運(yùn)行),,運(yùn)動(dòng)操作耗電8mA,語音命令傳輸耗電10mA,。這相當(dāng)于超過10年待機(jī)時(shí)間(使用兩節(jié)堿性電池)和頻繁使用情況下至少1年使用時(shí)間(每天200次按鍵操作,、半小時(shí)音頻命令和40英尺運(yùn)動(dòng)操作)。

  那么,,智能遙控器的未來在何方,?Dialog半導(dǎo)體公司的未來產(chǎn)品路線圖包含可用編碼器/解碼器選項(xiàng)的全自動(dòng)選擇特性,以適應(yīng)最高RF強(qiáng)度的環(huán)境,。因智能手機(jī)而普及的‘Find my device’(找到我的設(shè)備)功能在遙控器這種經(jīng)常找不到的設(shè)備上顯得更為重要--從智能手機(jī)或電視本身觸發(fā)的一個(gè)集成蜂鳴器就能夠快速找到遙控器的位置,。等技術(shù)進(jìn)一步成熟后,基于真實(shí)手勢(shì)的操作將是一種無縫和容易的設(shè)備控制方法,,類似于語音控制--前景很好但直觀性仍不足以說服大眾放棄傳統(tǒng)的人機(jī)交互技術(shù),。語音識(shí)別功能領(lǐng)域的進(jìn)步--如波束跟蹤和去混響--消除了握持設(shè)備的需要,這對(duì)消除用于激活語音命令的按鈕很重要,。

  Dialog半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品提供了一種可擴(kuò)展的解決方案,,從用于目前廉價(jià)電視機(jī)所需的低成本可靠無線控制方法,到現(xiàn)在和未來功能日益豐富的智能電視,。未來的智能電視將具有難以與目前我們使用的高端計(jì)算技術(shù)分開的功能--而實(shí)際上這些界線正逐漸變得更模糊,。


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