芯片级尺寸的MCU如何适应可穿戴设计中的尺寸限制？

事件。

因为两个IC器件以及必要的几个分立被动器件都能够采用超薄封装，因此产品的塑料外壳可制成超薄的并且靠近电容感应面，从而优化触摸灵敏度。其产品外壳甚至能够在靠近电容感应焊盘区域有轻微的锥度，以压缩板上PCB和板上器件之间形成微小的空间间隙。

图1：带有CSP MCU的可穿戴设备板垂直层叠图

电路板布局
使用CSP封装器件最大化的电路板空间，使得我们能够在PCB上实现电容感应接口。MCU和加速计应集群分布在大体成圆形的PCB一侧的边缘，连同可以裸露的LED一起。当然LED可能需要在设备的封装壳上开孔来展现。

为 了检测手指滑动，电路板必须有两个电容传感器，理论上是相同尺寸的两个传感器，沿着他们相同的边沿轻微的交错开。这两个传感器应当占去板上MCU侧的大部 分面积，然而它们应当被第三个细小的传感器围绕，同时这第三个传感器也围绕着其他两个传感器。这第三个传感器在用户交互过程中提供我们MCU在进行触摸和 滑动检测过程中所需要使用的关键信息。

图2：拥有电容传感器的可穿戴设备电路板布局

触摸检测
可穿戴设备的极度便携性意味着这些设备通常放在身上或者手中。对于测量传导物质（例如手或者皮肤）接近的设备来说，被设备检测到的接近恒定的人体接触可能导致触摸检测问题。幸运的是，该设计中所选择的MCU和加速计的特点帮助开发人员克服了这些挑战。

虽然该系统有三个电容传感器，但是实际上它有四个触摸输入。加速计提供了中断驱动的轻敲探测器，能够通过固件检测触摸事件并且以多种方式提供接口给我们。凭借加速器轻敲检测器的优势，由EFM8SB1 MCU检测的触摸经过以下阶段：
• 在设备边沿处的边界传感器处检测到正向增量，执行一个输入使用案例，这是用户沿着设备的边沿拿着设备，或者用手掌完全围绕设备边沿握持，马上接下来是：
• 轻敲检测事件由加速计发出，同时与下列事件保持一致
• 在中心的电容传感器其一或全部检测到显著幅度的正向增量

MCU的固件可以通过Silicon Labs Simplicity Studio开发环境提供的电容感应固件库实现所有电容感应触摸检测和过滤。

低功耗功能
加 速计和MCU都能够被配置在低功耗模式下操作。电容感应固件库使得EFM8SB1 MCU能够进入~300nA的睡眠模式，并且周期性的唤醒去检查电容传感器上的活动事件。如果加速计发信号通知事件已经检测到并且数据已经准备就绪，那么 MCU也能够使用端口匹配唤醒事件去异步唤醒。

EFM8SB1 MCU将保持在低功耗状态，并且仅仅消耗不到1µA电流，除非有下列情况之一发生：
• 触摸检测事件需要对电容感应输入监视进行更多响应
• 加速计活动事件（例如轻敲检测或者脚步检测中断）需要MCU唤醒去服务这些中断
• 运动通知事件，设备开关LED去鼓励用户站起并走动

与此同时，加速计被配置来实行最低的功耗操作状态，同时仅仅在轻敲事件或者在三轴之一检测到变化时才发送信号。但是片上缓存数据能够最小化MCU和加速计之间的交互次数，进一步优化电池使用寿命。

MCU从加速计读出缓冲数据之后，一些附加的检查和分析必须被执行以确定是否有后续步骤。一旦三轴数据与存储在EFM8SB1设备上的历史数据相比较后，MCU可以更新其计步器，并且快速返回到低功率状态。

下一步？
本 示例中展示了可穿戴设备领域内"单一功能"类型的终端产品。在示例中CSP尺寸的集成电路操作所带来的功能密度、精确度和能效也说明了如何使用和控制这类 IC。例如，在可穿戴设计中描述的产品可以被视为更大产品中的一个子系统，其中芯片尺寸的MCU可作为低功耗传感器集线器运行，去管理触摸接口和加速计。 随着硅芯片供应商设法集成更多特性到更小封装中，需要系统开发人员充分利用这些创新去获得产品设计的灵感。