2021年08月17日 | 芯海科技三合一单芯片解决方案赋能TWS多维人机交互

近年来，TWS市场持续火热，随着潜在用户的需求释放，TWS耳机市场将进一步扩大。TWS耳机将不仅仅是一个手机配件，未来更是一个独立的智能终端。一直以来，TWS耳机“容易误触、操作动作单一、影响体验”等缺点被消费者吐槽不已，如何提升TWS耳机的交互体验，为客户带来创新的产品竞争力？

8月13日，芯海科技（股票代码:688595）人机交互产品经理廖文忠做客创易栈直播间，和美女主播墨墨搭档为大家答疑解惑，吸引了近6000人次观众参与线上互动。

TWS人机交互发展历史

2016年，Apple革新发布第一代AirPods，开创TWS人机交互起点，产品加入光学入耳、敲击等传感技术，带来惊艳的用户体验。随着Apple AirPods不断迭代演进，国内外更多品牌开始跟进，TWS产品技术全面开花。最近两年，随着主动降噪功能的向下延伸，更人性化的人机交互功能也一起延伸到中低端品牌，相信不久的将来会不断普及大众。

入耳检测、触控优劣势分析目前市面上常见的入耳检测方式有两种：光学检测及电容检测。光学检测主要利用发射红外光，红外光接触到耳道内壁后反射回来形成回路，以此判断耳机是否入耳。电容检测则是通过感测人体的电容值，通过是否达到阈值判断耳机是否佩戴成功。光学检测不受温度变化影响，相较电容方案测量精度更高，功能更稳定，但体积大、对防水及位置等生产组装工艺的要求高、功耗高、成本高。电容检测方案安装简单，防水以及外观不受影响、功耗比光学低一半左右、成本低，但检测受环境温度变化影响大，出汗及接触到水时容易引起误判。

常见压力触控主要有五种技术：薄膜电阻式技术、MEMS技术、敲击技术、压力电容技术、电容触摸技术。薄膜电阻式技术的生产工艺成熟简单、线性压力输出、对制程的要求低，但成本较高，是目前业内品牌厂商普遍运用的技术。MEMS技术相比薄膜电阻式方案的成本低，但生产安装较麻烦。压力电容技术结构简单、成本低，但电容变化小，按偏可能会造成失效，影响用户体验。电容触摸技术成本便宜，但通过按压时间长短来判断功能，体验差。

多、快、好、省的三合一单芯片解决方案通过前面的介绍，我们可以看到目前人机交互方式存在各式痛点。早已涉足TWS行业的芯海科技，凭借多年的技术经验积累，持续发力TWS耳机领域，并将以TWS为代表的可穿戴设备列为公司未来的重要战略发展方向。公司持续在TWS人机交互上创新，主要表现在四个方面，首先产品检测精度越来越高，灵敏度高，抗干扰强；其次运算能力越来越快，适用更复杂的结构算法；然后功耗越来越低，整机续航时间更长；以及集成度越来越高，体积小更易堆叠。芯海科技新推出的CSA37F72可以单芯片实现入耳检测、滑动调节、压力按键功能。通过差分测量以及基线跟踪等算法，可以不受温度变化、水、汗的影响，精准识别入耳佩戴检测；通过内置手势识别算法实现音量调节及上下曲切换；支持常用的薄膜电阻式、CAP、MEMS等多种压力传感器，实现单击、双击、三击、按压等多种操作，达到媲美Apple AriPods Pro的体验。

CSA37F72集成了16Bit SAR ADC，支持6路全差分或12路单端输入、支持12通道CAP检测、集成PGA，支持1~1024倍增益。资源丰富，I2C/UART接口，支持在线调试和升级。

基于CSA37F72芯片的“多、快、好、省”三合一单芯片解决方案，提升TWS耳机的交互体验，为客户带来创新的产品竞争力。

“多”指的是产品亮点多，拥有超低功耗、检测精度高、内置多种算法、资源丰富、小封装五大核心亮点。超低功耗，按压检测：12.5uA@10H，入耳检测：8uA；检测最小压力信号3uV，力度识别分辨率可达1g；内置经过大批量检验的算法（降噪、漂移补偿、温度补偿算法、校准算法、基线跟踪算法、防误触等算法）；模拟前端适配CAP/MEMS/薄膜电阻式等传各类感器，具有大容量的FLASH、RAM和IO资源，适配各多场景；TWS耳机体积小、重量轻，采用晶圆级封装，在业内形成性价比优势。

“快”指的是一贴一扫的快捷生产流程。客户在选用一款产品时往往会担心生产效率和良率的问题，公司一贴一扫的快捷生产流程完美解决客户顾虑。“一贴”指的是将入耳、滑动、按压传感器贴到TWS耳机外壳内侧；现在很多产线上都有MES系统，“一扫”指的是接上主板后，用扫码枪扫描传感器上的产品条码，PC端的校准软件会自动进行入耳、压控校准的工作流程，把信号读完后再返回到芯片进行自动校准，电脑显示PASS后即可使用，快速简捷完成生产流程。

“好”指的是好开发及保姆式的服务支持。嵌入式开发人员都知道，压缩程序空间既费时又费力，是开发的一大痛点，CSA37F72拥有宽裕的Flash空间，可以自在的进行嵌入式开发，各种结构难题，轻松通过算法解决；提供解决方案参考，以及算法SDK，可快速上手修改；调试工具可通过PC端、手机端进行调节，更方便快捷；经过大批量检验，信噪比高，算法成熟；此外，公司拥有强大的技术服务支持，规范的指导文档，真正做到贴心的保姆式服务支持。

“省”指的是省时间、省成本。大家都知道开发的人力成本很高，CSA37F72集成了CAP、压感两种测量方式，以及有丰富的资源，单芯片可以完成TWS的入耳、滑动、按压功能，并有成熟的算法提供，工程师只需基于此修改个性化，能够做到高效开发。从物料成本角度看，把两颗芯片的功能集成到一颗芯片，能有效减少加工、贴片、生产、制造、采购、仓储等各方面的成本，性价比更高。

百闻不如一见，下面通过一小段视频观看TWS三合一单芯片解决方案人机交互演示及信号波形变化。

芯海科技人机交互演示

持续推动TWS创新公司持续发力TWS耳机领域，未来提供更丰富的感知产品测量生命体征相关参数，通过融合算法，实现更丰富的应用，比如睡眠检测、情绪感知等。除了在健康及人机交互不断发展外，在电池管理上提供BMS及快充芯片产品，让TWS耳机拥有更安全更快速的充电体验，以及更持久的续航时间。可穿戴领域是公司重要的战略发展方向，未来，芯海科技将在信号链MCU领域持续深耕，丰富产品类型，进一步提升用户体验，为未来TWS的智能升级赋能。