低功耗之 ANT

低功耗之ANT”和“Bluetooth LE利用近距离无线通信技术将手机及可穿戴式传感器终端等与智能电话连接起来，实现新的功能。

最近，以此为目标的行动正在展开。

其中备受关注的近距离无线方式是“ANT”和“Bluetooth LE”。

为了在各种便携终端上采用这些技术，手机、手表及保健电子产品的厂商开始加快行动。

“终于要迎来能够用纽扣电池驱动的低耗电无线技术了。

这样便可拿来配备到我们的手表上，实现与智能电话的连接功能。

…GSHOCK‟及…OCEANUS‟等经典产品也不例外。

力争在数年内，使之像现在的电波手表功能一样实现普及”（卡西欧计算机羽村技术中心钟表事业部模块开发部模块企划室主任奥山正良）。

“已经在讨论如何策划使用低耗电无线技术的保健电子产品了。

或许能够拿出新的产品策划案，比如充分发挥低功率优势，使保健电子产品始终处于待机状态”（百利达MYH服务开发课长代理竹原克）。

最近，有越来越多的电子产品厂商打算在电子产品中嵌入近距离无线通信功能。

对象为手表以及戴在身上的小型保健终端等。

这些都是以一次性纽扣电池（以下简称纽扣电池）来驱动的小型电子产品，以前从未导入过无线通信功能（图1）注1）。

注1）这里所说的一次性纽扣电池是指“CR2032”之类的一次性锂离子电池等。

图1：可在纽扣电池驱动的电子产品上使用的近距离无线技术亮相可供小型传感器终端等用纽扣电池驱动的电子产品使用的近距离无线技术亮相。

将开拓出与笔记本电脑及智能电话等不同的、要求耗电更低的无线电子产品市场。

使用低耗电型近距离无线方式，能够轻松地将这些小型便携终端与智能电话连接起来，有望创造出新的附加价值。

用纽扣电池长时间驱动其中，备受关注的近距离无线方式是加拿大Dynastream Innovations公司的自主协议“ANT”，以及低耗电版蓝牙“Bluetooth LE（Low Energy）”（以下称BLE）注2）。

两项技术均强调耗电量非常之低，作为小型电子产品的无线通信功能使用时，利用纽扣电池甚至可驱动2年左右（图2）注3）。

注2）ANT由Dynastream公司旗下业务公司ANT Wireless管理。

注3）拿ANT来说，使用CR2032电池以1天1小时、1秒处理1条信息的负荷进行驱动的话，据称可大约10年无需更换电池。

另外，从卡西欧计算机支持BLE的试制手表来看，通过CR2032在待机模式下1天12小时使用BLE的话，据称可大约2年无需更换电池。

图2：峰值时的消费电流降至1/5～1/10据称ANT及BLE在峰值时的消费电流只需10m～20mA即可。

而蓝牙为50m～100mA，无线LAN为数百mA。

不过，数据传输速度只有数十k～数百kbit/秒。

主要用于短时间内传输小容量数据的用途。

ANT虽说是Dynastream公司的自主方式，但迄今已被采用到以运动手表、跑鞋步速传感器等为主的1400多万部终端上，成为了业内的事实标准。

在以推进ANT应用为目的的业界团体“ANT+Alliance”中，加盟企业截至2011年2月已达到385家之巨。

尤其是最近，智能电话厂商的加盟颇显活跃，2010年下半年索尼爱立信移动通信（Sony Ericsson Mobile Communications）加入该团体。

据悉，该公司将通过预定2011年春季起在全球主要市场上市的新机型“Xperia arc”支持ANT通信功能（图3）。

另外，智能电话芯片大厂商美国高通（Qualcomm）也于2011年1月宣布加入ANT+Alliance。

图3：支持智能电话汇总了最近与ANT及BLE相关的话题。

均在推进对智能电话的支持。

瞄准有望扩大的市场，半导体厂商展开积极行动。

低功率版蓝牙亮相BLE通过使手机及智能电话的主流接口即蓝牙的耗电降至1/5～1/10，可利用纽扣电池来驱动无线收发模块。

虽然早在2003年前后就已对概念展开讨论，但经过努力BLE功能最终被纳入到了2010年夏季发布的蓝牙最新标准“Version 4.0”中。

受此推动，支持BLE的收发IC在2010年底到2011年得以面市。

在手表等电子产品上利用BLE时的上层软件安装指南（应用规范*）预定2011年4～6月制定完成。

卡西欧计算机已宣布在2011年内上市嵌有BLE功能的手表。

以实现各种用途为目标，比如经由BLE与智能电话连接，当收到新邮件时在手表上进行提示。

*这里的应用规范是指运行各种应用软件时要求的中间件安装指南。

目的是在不同厂商的电子产品间确保相互连接性。

比如，现行蓝牙有面向无线头戴耳机等的“Headset”，以及面向视频传输的“A2DP”等。

“这已经不是手表了”为了使用近距离无线技术将智能电话与其外设产品连接起来，或者将小型保健电子产品接入互联网，以前就有厂商做过尝试。

而这一行动最近随着ANT及BLE的亮相再次活跃起来。

其原因大致有三个：①用纽扣电池驱动、②应用规范完善、③将配备到智能电话上。

首先从①来看，由于耗电低于原来的方式，因此能够实现只需用纽扣电池（一次性电池）驱动的电子产品，无需进行锂离子充电电池等必需的充电。

原来的蓝牙等方式尽管能够在手机及无线头戴耳机等以充电电池驱动的产品上使用，但在利用纽扣电池驱动的产品上持续使用一定时间后，耗电就会过高（图4）。

图4：实现无需充电的“蓝牙手表”以往的蓝牙手表虽然嵌入了邮件正文显示等各种功能，但同时又存在耗电大，要使用锂离子充电电池并频繁充电的问题。

而BLE尽管需要限定功能，但目标是利用纽扣电池驱动2年。

而ANT及BLE是以利用纽扣电池驱动为前提来制定标准的，因此能够在手机及可穿戴式传感器等电子产品上轻松使用。

峰值输出时的消费电流均为10mA左右，只需以往近距离无线方式的1/5～1/10。

“嵌入手表时，原来的蓝牙必须要有充电电池才行，机壳往往因此变大。

而且还需要充电。

很多人们都说…搞的都不像手表了‟”（卡西欧计算机羽村技术中心开发本部钟表事业部模块开发部副主管长岛贞夫）。

从卡西欧计算机支持BLE的试制手表来看，峰值电流值约为10mA，数据收发所需时间（从待机模式启动开始，到数据收发结束后恢复待机模式的时间）最长也不过300μs左右。

据称，该试制手表用内置的纽扣电池驱动BLE的话，两年内无需更换电池（图5）注4）。

注4）据卡西欧计算机介绍，目标是进一步降低耗电，根据使用方法的不同，有时可将BLE 的峰值电流值控制在2mA左右。

通过将耗电降至这一水平，力争使太阳能电池驱动的手表也可配备BLE。

原因是太阳能电池驱动的手表所使用的CTL（钴钛锂）充电电池，其输出的峰值电流值仅为数mA。

卡西欧计算机预计“在不远的将来就会实现”。

图5：卡西欧计算机提出的“智能手表”卡西欧计算机在2011 International CES展示的未来概念。

打算以支持BLE的手表为核心，开拓健身及安全等各种用途。

（图片由卡西欧计算机提供）体温计及体重计也要无线化原因②是指，不仅ANT及BLE的无线收发IC能够采购到，而且应用规范从最初起就按各种用途缜细做了准备，导入电子产品时门槛较低。

比如，与手机和保险电子产品连接的话，就有“体温计用”、“体重计用”及“血糖仪用”等多种应用规范。

此外，还有防止手机遗落的应用规范，以及使手机与手表实现时间自动同步的应用规范等细分应用规范。

而以前的蓝牙即使备有应用规范，有时用途也不明确，存在难以确保相互连接性等课题。

原因③是指，ANT及BLE今后会被配备到多数手机及智能电话上。

比如，在BLE方面，涉足蓝牙用IC的半导体大厂商将在该IC上标配BLE功能。

“今后我们供应的Bluetooth 用IC将全部支持BLE。

2012年下半年以后的蓝牙智能电话估计几乎都会带有BLE功能”（英国英桥无线电子（CSR）日本公司代表董事社长横山崇幸）。

而ANT方面，除了索尼爱立信已宣布要利用之外，今后还将有高通的平台及三星电子的产品进行配备。

而能够作为标准功能嵌入智能电话，正是手表及保健电子产品开发厂商积极利用近距离无线技术的一大原因。

外设产品市场将扩大低耗电型近距离无线技术容易使用的话，智能电话外设产品以及戴在身上使用的保健电子产品等市场无疑将会扩大。

而且，向电视遥控器等AV外设产品推广的可能性也很大注5）。

注5）尤其是在手表方面，受关注的是通过配备近距离无线技术与智能电话实现时间同步功能。

卡西欧计算机积极表示，“在无法使用电波表的全球各地，只要用户的手机接入手机网，手表就会自动修正到正确的时间。

从手表进步的意义上说，这可谓是一项创新。

我们将利用这一机会，创造出…智能手表‟这一手表种类”。

另外，还有助于实现以连接这些外设产品为前提的、智能电话应用软件以及各种云计算型互联网服务（保健领域等）的多样化。

比如，先锋在2011年1月于美国拉斯维加斯举行的“2011International CES”上，展出了支持ANT和3G通信的便携终端试制机（图6）注6）。

通过与保健服务提供商Yellow Digital Health Lab的系统组合，可经由ANT无线通信，将用户骑自行车移动时的位置信息、车速及用户心跳数收集到便携终端上，由服务器来管理。

展示的概念是：通过由近距离无线连接到的“传感器装置”来获取各种信息，将云计算服务内容做的更加细致。

今后，以利用ANT及BLE为前提的服务提供商及手机运营商的举措将进一步增多。

（未完待续，记者：蓬田宏树）注6）利用高通（Qualcomm）超小型3G通信模块“IEM（Internet of Everything Module）”。

图6：与云计算服务联动先锋开发出了支持ANT的便携终端，并在Yellow Digital Health Lab公司设在2011 International CES上的展台进行了展出。

ANT用收发IC由Nordic Semiconductor公司提供，3G通信模型由高通提供。

图中列出了Yellow Digital Health Lab在处理保健信息的云计算服务中利用ANT信息的示例。

ANT在运动领域具有优势，BLE应用规范还在制定ANT和BLE作为低耗电型近距离无线方式备受关注。

随着设备厂商的关注度提高，在无线通信领域具有优势的半导体厂商开始扩充支持两方式的收发信IC产品群。

其中主要包括供手表及小型保健电子产品等以纽扣电池驱动的产品使用的IC，以及供智能电话及平板终端等配备更大电池的产品使用的IC（表1，表2）。

比如，手表及小型保健终端使用的是只用于实现ANT或BLE功能的专用IC（单模式IC）。

而智能电话及平板终端则朝着在配备无线LAN及现行蓝牙功能的同时，还增加BLE 及ANT功能的多功能化方向发展。

设备厂商将根据想要在产品上实现的用途，从ANT和BLE中进行适当选择后加以利用。