CN104659018A - 一种用于可穿戴设备的集成电路结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于可穿戴设备的集成电路结构，涉及电子技术的可穿戴设备技术领域。本发明天线接口单元通过整流单元连接到稳压单元。稳压单元的输出分别连接到充电单元、通讯单元、运算存储单元、输入输出单元、电源切换单元和主控单元为其供电。充电单元的输出分别连接到电池接口和电源切换单元的输入端，电源切换单元的输出连接到电源输出端口。主控单元分别和通讯单元、运算存储单元、输入输出单元相互通信，天线接口单元和通讯单元相互通信。本发明是对现有非接触式IC卡电路进行了改进，使其适应了可穿戴设备的电源管理及通讯，具有成本低廉、携带使用方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术的可穿戴设备技术领域，特别是用于可穿戴设备的集成电路结构。
背景技术
目前，可穿戴设备发展迅速，如智能手表、手环、智能眼镜等。
参看图1，可穿戴设备一般包括一种或多种传感器、通讯电路和可充电电池。 由于可穿戴设备的外观所限，其体积一般较小，更有一些设备需要进行防水设计，对于外部的充电电源接头、数据交换接口等构成了比较大的限制。因此，可穿戴设备较多地采用无线充电和蓝牙通讯交换数据方式。无线充电一般采用专用的无线充电器，通过电磁耦合（频率一般为 1MHz 左右）的方式为可穿戴设备进行充电，可穿戴设备内置电源转换电路，用电磁耦合方式获得的能量为电池进行充电。由于需要专用的充电设备和通讯接口，使得成本较高且携带不便。
事实上，与移动电话等移动设备不同的是，可穿戴设备一般只需要消耗很少的电能，其内部的可充电电池的容量也非常小，所以可以采用供电能力较小的充电***为可穿戴设备供电即可。
参看图2，非接触式 IC 卡技术发展的已经非常成熟，通过天线耦合，非接触卡的电源电路可为内部电路提供几毫安到几十毫安的电流，应用非接触式 IC 卡的电源技术，可以满足可穿戴设备电池充电的需求。另外，非接触式 IC 卡具有国际标准如 ISO/IEC14443、NFC 系列标准等标准通讯协议，可以方便的进行通讯接口的设计和集成。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种用于可穿戴设备的集成电路结构。它是对现有非接触式 IC 卡电路进行了改进，使其适应了可穿戴设备的电源管理及通讯，具有成本低廉、携带使用方便的特点。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种用于可穿戴设备的集成电路结构,它包括天线接口单元、整流单元、稳压单元、充电单元、通讯单元、运算存储单元、输入输出单元、电源切换单元、主控单元、电池接口、电源输出端口。其结构特点是，所述天线接口单元通过整流单元连接到稳压单元。稳压单元的输出分别连接到充电单元、通讯单元、运算存储单元、输入输出单元、电源切换单元和主控单元为其供电。充电单元的输出分别连接到电池接口和电源切换单元的输入端，电源切换单元的输出连接到电源输出端口。主控单元分别和通讯单元、运算存储单元、输入输出单元相互通信，天线接口单元和通讯单元相互通信。
在上述集成电路结构中，所述天线接口单元的工作频率为 13.56MHz。
在上述集成电路结构中，所述通讯单元采用 ISO/IEC14443 协议或者 NFC 通讯协议。
本发明由于采用了上述结构，在一个集成电路结构内部集成了天线接口单元、整流单元、稳压单元、通讯单元、主控单元、运算存储单元、输入输出单元、电源切换单元、充电单元、电池接口和电源输出端口，可以实现通过无线方式为可穿戴设备的可充电电池充电，完成电池和无线供电的电源管理。在射频场存在时，本发明使用无线供电。在射频场不存在时，本发明传感器及外部处理电路使用电池供电。另外，还可以通过通讯接口和天线与外部进行通讯，且通讯和充电可以同时进行。本发明可大大简化可穿戴设备的结构，使可穿戴设备的充电及数据采集过程更便利。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为现有技术中可穿戴设备示意图；
图2为现有技术中非接触式 IC 卡集成电路示意图；
图3为本发明的结构示意图；
图4 为采用本发明的可穿戴设备的结构示意图。
具体实施方式
参看图3，本发明中包括包括天线接口单元2、整流单元3、稳压单元4、充电单元5、通讯单元6、运算存储单元7、输入输出单元8、电源切换单元9、主控单元10、电池接口11、电源输出端口12。天线接口单元2通过整流单元3连接到稳压单元4，稳压单元4的输出分别连接到充电单元5、通讯单元6、运算存储单元7、输入输出单元8、电源切换单元9和主控单元10。充电单元5的输出分别连接到电池接口11和电源切换单元9的输入端，电源切换单元9的输出连接到电源输出端口12。主控单元10分别和通讯单元6、运算存储单元7、输入输出单元8相互通信，天线接口单元2和通讯单元6相互通信。天线接口单元2的工作频率为 13.56MHz。通讯单元6采用 ISO/IEC14443 协议或者 NFC 通讯协议。
参看图 4，本发明的这个实施例中，天线接口单元2连接了外部天线，电池接口11连接了外部可充电电池，电源输出端口12为本发明集成电路结构外部的传感器、处理电路和人机界面电路供电。在这个实施例中，输入输出单元8连接到了外部传感器处理电路及人机界面，可以实现由主控单元10对其的控制。
本发明在使用中，如果外部具有13.56MHz 的射频场，则可穿戴设备所需工作的能量取自外部射频场，先后经天线接口单元2、稳压单元3、电源切换单元9，并经过电源输出端口12输出给外部传感器及处理电路等。同时，稳压单元4的输出经过充电单元5为电池充电。除***供电外，可穿戴设备可通过射频场进行数据传输，通讯协议采用 ISO/IEC14443 协议或 NFC 通讯协议。
如果外部没有射频场时，则可穿戴设备工作所需能量来自于可充电电池。可充电电池经电池接口11、电源切换单元9、电源输出端口12为传感器及处理电路、人机界面供电。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式的示例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉此技术领域的技术人员在本发明公开的技术方案范围内，显而易见的变换或者替换，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种用于可穿戴设备的集成电路结构,它包括天线接口单元（2）、整流单元（3）、稳压单元（4）、充电单元（5）、通讯单元（6）、运算存储单元（7）、输入输出单元（8）、电源切换单元（9）、主控单元（10）、电池接口（11）、电源输出端口（12）；其特征在于，所述天线接口单元（2）通过整流单元（3）连接到稳压单元（4），稳压单元（4）的输出分别连接到充电单元（5）、通讯单元（6）、运算存储单元（7）、输入输出单元（8）、电源切换单元（9）和主控单元（10），充电单元（5）的输出分别连接到电池接口（11）和电源切换单元（9）的输入端，电源切换单元（9）的输出连接到电源输出端口（12），主控单元（10）分别和通讯单元（6）、运算存储单元（7）、输入输出单元（8）相互通信，天线接口单元（2）和通讯单元（6）相互通信。
2.如权利要求 1 所述用于可穿戴设备的集成电路结构，其特征在于，所述天线接口单元（2）的工作频率为 13.56MHz。
3.如权利要求 1或2 所述用于可穿戴设备的集成电路结构，其特征在于，所述通讯单元（6）采用 ISO/IEC14443 协议或者 NFC 通讯协议。
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