作者：Gina Roos，主編

虛擬現(xiàn)實 (VR) 和增強現(xiàn)實 (AR) 產(chǎn)品的快速創(chuàng)新只能通過正確的組件來實現(xiàn)，這些組件有助于帶來更加身臨其境的體驗，提供所需的處理和成像能力，同時降低功耗。其中許多設(shè)備也采用更小的封裝或為這些空間受限的產(chǎn)品提供高度集成。這里有 10 個在設(shè)計時考慮到 VR/AR 應(yīng)用程序的組件。

1. Vishay Intertechnology VCNL36687S接近傳感器

Vishay 推出了一款完全集成的接近傳感器，該傳感器在單個封裝中結(jié)合了高功率垂直腔面發(fā)射激光器 (VCSEL)、光電二極管、信號處理 IC 和 12 位 ADC。VCNL36687S 專為智能手機、平板電腦、VR/AR 耳機和其他電池供電設(shè)備而設(shè)計。

VCNL36687S?提供高達(dá)?20 厘米（7.9 英寸）的范圍，并且 VCSEL 的 ±3° 輪廓使其適用于需要窄角檢測的應(yīng)用，同時最大限度地減少光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計問題。就尺寸而言，VCNL36687S 采用小型表面貼裝 3.05 × 2-mm 無引線封裝 (LLP)，外形為 1-mm，非常適合空間受限的應(yīng)用。

與上一代設(shè)備相比，Vishay 還降低了功耗。例如，VCNL36687S 可以在 20 厘米的距離處以 20 毫安的脈沖電流檢測柯達(dá)灰卡，而之前的 VCNL 系列設(shè)備的電流為 200 毫安。

VCNL36687S 允許通過標(biāo)準(zhǔn) I 2 C 總線串行數(shù)字接口訪問接近信號。該器件的可編程中斷功能在發(fā)生接近變化時為微控制器提供喚醒功能。Vishay 說，這通過消除對連續(xù)輪詢的需要來減少處理開銷。

2. TDK/Chirp Microsystems SonicTrack 6-DoF 超聲波控制器

TDK Corp. 將 Chirp SonicTrack 宣傳為用于一體式 VR 的由內(nèi)而外的六自由度 (6-DoF) 超聲波跟蹤解決方案。Chirp Microsystems的 Chirp SonicTrack 結(jié)合了超聲波和慣性傳感器數(shù)據(jù)，可在超過 240 度的視場 (FoV) 上提供具有亞毫米精度的手持控制器的 6 自由度位置和方向跟蹤。TDK 表示，第一個使用 SonicTrack 跟蹤解決方案的 VR 系統(tǒng)是 HTC Vive Focus 一體式 VR 系統(tǒng)的開發(fā)工具包。

Chirp SonicTrack 被譽為唯一的由內(nèi)而外的跟蹤解決方案，由 Chirp 的CH-101超低功耗超聲波收發(fā)器提供支持，基于真實的 3D 位置信息。?TDK 解釋說，位置跟蹤系統(tǒng)通過在 VR 系統(tǒng)的 HMD 內(nèi)的CH-101傳感器和手持控制器之間傳輸超聲波脈沖來使用聲納，提供控制器相對于 HMD 的 3D 位置信息。超聲波跟蹤還可以轉(zhuǎn)化為更低的功耗、更寬的視野，以及對一體式 VR/AR/XR 系統(tǒng)中使用的移動處理器的更好優(yōu)化。

TDK 表示，基于攝像頭的解決方案只有 2D 圖像數(shù)據(jù)，這需要來自多個攝像頭的計算密集型圖像處理來估計 3D 位置信息。

得益于 Chirp 硬件參考設(shè)計和完整的軟件堆棧，VR 系統(tǒng)提供商可以設(shè)計自己的 6 自由度控制器，其中包括可在 Qualcomm Snapdragon 和其他移動處理器上使用的傳感器融合軟件庫。

3. Synaptics Inc. R63455顯示驅(qū)動IC

Synaptics專門為 VR HMD設(shè)計了 ClearView?R63455 顯示驅(qū)動器 IC (DDIC)。它被吹捧為第一個提供雙顯示 2K 分辨率和獨特的中心凹傳輸支持的顯示驅(qū)動程序。該公司還提供 VXR7200 VR 橋接解決方案，該解決方案提供高速 DisplayPort 連接，通過系留的 USB Type-C 電纜支持完整的 VESA DP1.4 帶寬。

R63455 顯示驅(qū)動器針對 90 Hz 時的 2,160 × 2,400 分辨率進(jìn)行了優(yōu)化，而 VXR7200 支持 >2K 分辨率或更快的刷新率，并且由于布線而不會丟失任何圖像。Synaptics 相信這兩種解決方案將為游戲、電影、商業(yè)和醫(yī)療等應(yīng)用中的增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實 HMD 提供高性能的視覺支持。

主要特點包括：

R63455 VR DDIC 優(yōu)化為 2,160 × 2,400 分辨率 @ 90 Hz

1,000 ppi，每眼 2K 圖像質(zhì)量

中心凹運輸提供水晶般清晰的視覺效果

VXR7200 VR Bridge 支持通過 USB-C 使用 AMD/Nvidia GPU 的完整 DP1.4 帶寬

支持 >2K 分辨率或更快刷新率的面板，不會因布線而丟失圖像

4. Dialog Semiconductor SmartBond DA1469x 藍(lán)牙低功耗 SoC

Dialog 的新 SmartBond DA1469x 藍(lán)牙低功耗 SoC系列基于其 SmartBond 產(chǎn)品系列， 為物聯(lián)網(wǎng)連接的消費類應(yīng)用增加了更大的處理能力、資源、范圍和電池壽命。SoC 具有高達(dá) 144 DMIPS、512 KB RAM、內(nèi)存保護(hù)、浮點單元、支持端到端安全性的專用加密引擎和可擴(kuò)展內(nèi)存。

DA1469x 產(chǎn)品系列被譽為公司用于無線連接的最先進(jìn)的多核微控制器單元 (MCU) 系列，并且是第一個擁有基于 Arm Cortex-M33 處理器的專用應(yīng)用處理器的量產(chǎn)產(chǎn)品，該處理器提供更強大的處理應(yīng)用，例如作為高端健身追蹤器、高級智能家居設(shè)備和 VR 游戲控制器。

此外，新的集成無線電提供雙倍的范圍，基于 Arm Cortex-M0+ 的軟件可編程數(shù)據(jù)包引擎實現(xiàn)協(xié)議并為無線通信提供充分的靈活性。Dialog 表示，作為 M33 和 MO+ 協(xié)議引擎的補充，傳感器節(jié)點控制器 (SNC) 基于可編程微 DSP，可自主運行并獨立處理來自連接到其數(shù)字和模擬接口的傳感器的數(shù)據(jù)。這僅在需要時喚醒應(yīng)用程序處理器。此外，這些設(shè)備還提供了一個電源管理單元 (PMU)，可控制不同的處理內(nèi)核并根據(jù)需要激活它們以進(jìn)一步節(jié)省功耗。

5. 東芝內(nèi)存歐洲 UFS 版本。3.0嵌入式閃存

Toshiba Memory Europe GmbH (TME) 正在對業(yè)界首個通用閃存 (UFS) Ver. 的 128-GB 版本進(jìn)行采樣。3.0 嵌入式閃存設(shè)備。由于其串行接口，UFS 支持全雙工，這使得主機處理器和 UFS 設(shè)備之間能夠同時讀寫。

新的存儲設(shè)備集成了公司的 96 層 BiCS FLASH 3D 閃存，提供三種容量——128 GB、256 GB 和 512 GB——以及采用 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) 11.5 × 13-mm 封裝的控制器。這三款設(shè)備均符合 JEDEC UFS 版本。TME 表示，包括 HS-GEAR4 在內(nèi)的 HS-GEAR4 3.0 的理論接口速度高達(dá)每通道 11.6 Gbits/s（× 2 通道 = 23.2 Gbps），同時還支持控制功耗的功能。控制器執(zhí)行糾錯、磨損均衡、邏輯到物理地址轉(zhuǎn)換和壞塊管理，以簡化系統(tǒng)開發(fā)。

這些設(shè)備的高速讀/寫性能和低功耗使其非常適用于 VR/AR 系統(tǒng)、移動設(shè)備、智能手機和平板電腦。例如，512-GB 設(shè)備的順序讀取和寫入性能比上一代 256-GB 東芝設(shè)備分別提高了大約 70% 和 80%。

6. Microchip Technology Inc. DSC613 時鐘系列

Microchip Technology 聲稱擁有業(yè)界最小的微機電系統(tǒng) (MEMS) 時鐘發(fā)生器，可解決最大的設(shè)計挑戰(zhàn)之一：應(yīng)用尺寸。Microchip 表示，這種新器件最多可以替換一塊板上的三個晶體和振蕩器，從而將時序組件的板空間減少多達(dá) 80%。

DSC613時鐘系列?通過集成低功耗和高穩(wěn)定性 MEMS 諧振器，無需外部晶體。該系列還將兩個低功耗鎖相環(huán) (PLL) 集成到一個小至 1.6 × 1.2 mm 的六引腳 DFN 封裝中。應(yīng)用包括數(shù)碼相機、智能揚聲器、VR 耳機、流媒體棒和機頂盒。

DSC613 系列支持多達(dá)三個從 2 千赫 (kHz) 到 100 兆赫 (MHz) 的時鐘輸出。這意味著時鐘發(fā)生器可用于為 MCU 提供 MHz 主參考時鐘和 32.768-kHz 實時時鐘 (RTC)，以及用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的連接和傳感器等功能的另一個 MHz 時鐘，作為例子。

兩個帶有 AnyRate 時鐘合成器的低功耗小數(shù)分頻 PLL 使器件能夠生成 2 kHz 和 100 MHz 之間的任何頻率。Microchip 表示，與使用三個低功耗石英振蕩器的解決方案相比，該系列在運行三個輸出時的功耗約為 5 mA，可節(jié)省高達(dá) 45% 的功耗。此外，可以通過輸出使能引腳關(guān)閉時鐘輸出，從而更加省電。

7. C&K KMT0 輕觸開關(guān)

C&K為游戲控制器和游戲配件提供范圍廣泛的超緊湊輕觸開關(guān)。其中包括用于 PCB 安裝的微型觸覺開關(guān)、超微型觸覺開關(guān)和微型觸覺開關(guān)。這些開關(guān)可以根據(jù)應(yīng)用程序的確切聲音和感覺進(jìn)行定制。

KMT0 系列納米微型 SMT 頂部驅(qū)動開關(guān)具有集成執(zhí)行器，并提供最小的占地面積和厚度。憑借長達(dá) 100 萬次的使用壽命、出色的觸感以及耐受惡劣環(huán)境和操作條件的能力，這些開關(guān)非常適合游戲應(yīng)用，包括 VR 耳機和移動游戲控制器。KXT3 和 KSC 系列輕觸開關(guān)還可用于基于移動設(shè)備和控制臺的游戲產(chǎn)品。超薄型頂部驅(qū)動 KXT3 輕觸開關(guān)系列提供 3.0 × 2.0-mm 的占位面積、0.6-mm 的厚度和大量的循環(huán)次數(shù)。C&K 表示，KSC2 和 KSC4 系列密封式輕觸開關(guān)具有 IP67 等級，具有大多數(shù)游戲玩家首選的觸覺體驗的軟執(zhí)行器，并且能夠承受振動和沖擊等惡劣的使用條件。

對于耳機和 VR 耳機等游戲配件，適用于這些應(yīng)用的其他輕觸開關(guān)包括 KMR4、PTS810、PTS830 和側(cè)面安裝的 KMS。

8. 德州儀器 USB PD 控制器

借助完全集成的電源路徑， 德州儀器 (TI)的新型USB Type-C 和 USB 供電 (PD) 控制器可通過減少計算應(yīng)用所需的外部組件數(shù)量來提供更小的解決方案尺寸并節(jié)省成本，從而降低設(shè)計復(fù)雜性。TPS65987D?和?TPS65988器件聲稱是業(yè)界首款 200-W 和 100-W USB Type-C 和 USB PD 控制器，? ?支持計算應(yīng)用以及各種其他終端產(chǎn)品，包括無繩電動工具、游戲和 VR 耳機。

單端口 TPS65987D 設(shè)計用于提供 100 W 的功率，集成了獨立的 20 V、5 A 源和灌負(fù)載開關(guān)。主要特性包括用于高效充電的低 R DS(on) ?(25 mΩ) 和用于保護(hù)系統(tǒng)和控制器免受過流影響的反向電流保護(hù)。

TI 表示，可提供 200 W 電源的雙端口 TPS65988 提供兩個集成的 5-A 雙向負(fù)載開關(guān)和外部電源路徑控制，以實現(xiàn)同步 5-A 電源功能。200 W 的功率可在保持低 R DS(on)的同時實現(xiàn)快速 USB Type-C 充電，兩個集成的 5-A FET 路徑支持高功率應(yīng)用，包括 PC 筆記本電腦、擴(kuò)展塢和連接的外圍設(shè)備。有幾種參考設(shè)計可供使用。

9. Maxim Integrated MAX77714/MAX77752 PMIC

Maxim 的 MAX77714 和 MAX77752 電源管理 IC 旨在最大限度地提高每瓦性能，同時提高 SoC、FPGA 和應(yīng)用處理器上計算密集型深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的系統(tǒng)效率，有助于為包括 AR/VR、游戲、固態(tài)硬盤 (SSD)、安全、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、相機和家庭自動化中心。Maxim 表示，這些 PMIC 的功耗比標(biāo)準(zhǔn)解決方案低 40%，在外形小巧的同時延長了電池壽命。

MAX77714 PMIC在緊湊型封裝中提供完整的電源管理解決方案，使基于多核處理器的系統(tǒng)能夠在3.6 V IN、 ?1.1 V OUT條件下以超過90%的效率以最高性能運行。與獨立解決方案相比，PMIC 可使用 70 凸點、4.1 × 3.25 × 0.7 毫米 WLP 封裝實現(xiàn)更小、更薄的產(chǎn)品，并將電池壽命延長多達(dá) 40%。該器件還集成了 13 個穩(wěn)壓器，包括 9 個低壓差線性穩(wěn)壓器、一個 RTC、備用電池充電器、看門狗定時器、靈活的電源排序和 8 個通用輸入/輸出 (GPIO)，從而縮短了設(shè)計周期時間、組件數(shù)量、和 BOM 成本與離散解決方案相比。

MAX77752是一款多通道、緊湊型集成PMIC，設(shè)計用于多電源軌和熱插拔應(yīng)用。它在 3.6 V IN和 1.8 V OUT時將效率提高了 90% ?延長電池壽命，并包括一個靈活的電源定序器 (FPS)，允許硬件或軟件控制上電，Maxim 表示。與 MAX77714 一樣，它還通過集成減少了設(shè)計周期時間、元件數(shù)量和 BOM 成本。PMIC 集成了三個降壓穩(wěn)壓器（帶有高精度掉電比較器）、一個低壓差線性穩(wěn)壓器、兩個專用負(fù)載開關(guān)控制器、一個浪涌電流限制器、兩個用于啟用輸出的外部穩(wěn)壓器、一個用于備用電源控制的電壓監(jiān)視器、以及用于邏輯控制的專用數(shù)字輸出資源。MAX77752 采用 40 引腳、5 × 5 × 0.8-mm、0.4-mm 間距 TQFN 封裝。兩種器件均提供評估套件。

10. MagnaChip Semiconductor Corp. 40 納米移動 OLED 顯示驅(qū)動器MagnaChip 為下一代 OLED 智能手機顯示器提供第三代 40 納米 (nm) OLED 顯示驅(qū)動器集成電路 (DDIC)。新的剛性 OLED DDIC 支持各種配置，例如 FHD 到 FHD++、高達(dá) 21:9 的寬高比以及無邊框、邊緣型和缺口型 OLED 顯示器。這些驅(qū)動程序也可用于 VR HMD。

與第二代 OLED DDIC 相比， 40 納米移動OLED DDIC提供了多項改進(jìn)，包括更低的功耗和更好的靜電放電 (ESD) 和電磁干擾 (EMI) 保護(hù)。它還提供增強的補償功能，可提高色彩和亮度的均勻性。

審核編輯 黃昊宇