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盘点AR/VR头显的十大元组件及其作用

2019年04月16日 08:27:56145400

要快速创新虚拟现实和增强现实产品,你需要能够帮助实现更高沉浸感,提供所需处理和成像能力,同时能够减少功耗的合适组件。大多数设备同时采用较小的封装,或者为空间受限的产品提供高集成度。下面映维网将为你介绍针对VR/AR应用而设计的10个组件。

1. Vishay Intertechnology VCNL36687S接近传感器

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Vishay推出了一款完全集成的接近传感器,它将高功率垂直腔面发射激光器(VCSEL),光电二极管,信号处理IC和12位ADC集成在一个封装中。VCNL36687S专为智能手机,平板电脑,VR/AR头显,以及其他电池供能设备而设计。

VCNL36687S的最大范围为20厘米(7.9英寸),VCSEL的±3度外形使其适用于需要窄角度检测的应用,同时可以最大限度地减少光学系统设计问题。在尺寸方面,VCNL36687S采用微型表面贴装的3.05×2毫米无引脚封装(LLP),外形尺寸为1毫米,非常适合空间受限的应用。

与上一代设备相比,Vishay同时在功耗方面进行了优化。例如,VCNL36687S可以以20mA的脉冲电流检测20厘米远的柯达灰卡,而早前的VCNL系列则需要200 mA。

VCNL36687S允许系统通过标准的I2C数字接口访问接近信号。当接近度改变时,设备的可编程中断函数为微型控制元件提供了唤醒功能。Vishay表示,这样就不需要连续轮询,从而减少了处理负载。

2. TDK/Chirp Microsystems SonicTrack 6-DoF超声波控制组件

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TDK的Chirp SonicTrack是一种内向外六自由度超声波追踪解决方案,适用于VR一体机。Chirp Microsystems的Chirp SonicTrack结合了超声波和惯性传感器数据,可以为运动控制器提供六自由度位置和方向追踪,并能够在超过240度的视场内实现亚毫米级精度。

Chirp SonicTrack是由Chirp的CH-101超低功耗超声波收发器提供支持,并基于真实的3D位置信息。TDK解释说,位置追踪系统可以在传感器和运动控制器之间发送超声波脉冲,利用声纳提供控制器相对于头显的3D位置信息。超声波追踪同时可以实现更低的功率,更宽的视场,并且能够对VR/AR/XR一体机系统中的移动处理器带来更佳的优化。

TDK表示,基于摄像头的解决方案只有二维图像数据,需要从多个摄像头进行计算密集型图像处理才能估算出3D位置信息。

借助Chirp硬件参考设计和完整的软件堆栈,VR系统供应商可以设计自己的六自由度控制器,包括可在高通骁龙和其他移动处理器使用的传感器融合软件库。

3. Synaptics Inc. R63455显示驱动器IC

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Synaptics专门为VR头显设计了ClearView R63455显示驱动IC(DDIC),并将其称为首款提供双显示器2K分辨率和注视点传输支持的显示驱动器。这家公司同时开发了VXR7200 VR Bridge解决方案,用以实现高速DisplayPort连接,支持通过USB Type-C数据线提供完整的VESA DP1.4带宽。

R63455显示驱动器针对2160×2400分辨率(90 Hz)进行了优化,而VXR7200支持2K分辨率以上和更快的刷新率。Synaptics认为,这两种解决方案将为游戏,电影,商业和医疗等应用中的增强现实,混合现实和虚拟现实头显提供高性能视觉支持。

主要功能包括:

  1. R63455 VR DDIC针对2,160×2,400分辨率@ 90 Hz进行了优化

  2. 1000 ppi,单眼2K图像质量

  3. 注视点传输功能

  4. VXR7200 VR Bridge通过USB-支持完整的DP1.4带宽

  5. 支持2K分辨率以上和更快的刷新率

4. Dialog Semiconductor SmartBond DA1469x蓝牙低功耗SoC

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Dialog全新的SmartBond DA1469x蓝牙低功耗SoC可以带来更强大的处理能力,覆盖范围和续航能力。这款SoC具有高达144 DMIPS,512 KB RAM,内存保护,浮点单元,专用加密引擎,可实现端到端安全性和可扩展内存。

这家公司宣称,DA1469x产品系列是他们用于无线连接的最先进多核微控制器单元,同时是首款基于Arm Cortex-M33处理器的专用应用处理器,可以支持高端健身追踪器,先进智能家居设备和VR游戏控制器等领域。

此外,新的集成无线电提供了两倍的覆盖范围,基于Arm Cortex-M0 +的软件可编程数据包引擎为无线通信提供了充分的灵活性。Dialog表示,M33和MO+协议引擎的补充是基于可编程微型DSP的传感器节点控制组件,可自主运行,并独立处理连接到其数字和模拟接口的传感器数据。它仅在需要时唤醒应用程序处理器。另外,所述元件同时提供了电源管理单元(PMU),可控制不同的处理内核,并根据需要激活它们,从而进一步节省功耗。

5. Toshiba Memory Europe UFS Ver. 3.0嵌入式闪存

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东芝已经对业界首款UFS 3.0闪存嵌入式设备进行采样。产品系列采用了该公司最先进的96层BiCS FLASH 3D闪存,有三种容量可供选择:128GB,256GB和512GB。

东芝表示,新芯片采用尖端的96层BiCS FLASH 3D闪存技术,以及采用JEDEC标准11.5 x 13mm封装的控制器,均符合JEDEC UFS 3.0以及HS-GEAR4标准,其理论接口速度高达每通道每秒11.6千兆位。通过两个通道,芯片可以达到23.2Gbps(2.9GB/s)的峰值带宽。

组件具有高速读/写性能和低功耗特性,非常适合VR/AR系统,移动设备,智能手机和平板电脑。例如,512 GB设备的顺序读写性能分别比上一代256 GB Toshiba提高了约70%和80%。

6. Microchip Technology Inc. DSC613时序组件

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Microchip Technology声称,他们业界最小的微机电系统(MEMS)时钟发生器可解决最大的设计挑战之一:应用尺寸。Microchip表示,这种新元件可以在电路板上取代多达三个晶体振荡器,从而将时序元件板空间减少高达80%。

DSC613时序组件系列集成了低功耗和高稳定的MEMS谐振器,不再需要外部晶振。这一时序组件系列同时将两个低功耗锁相环(PLL)集成到一个1.6mm×1.2 mm的六引脚DFN封装中。

从2千赫兹(kHz)到100兆赫兹(MHz),DSC613系列支持最多3个时钟输出。这意味着时钟发生器可以为MCU提供MHz主参考时钟和32.768-kHz实时时钟(RTC),以及用于联网和传感器等功能的另一个MHz时钟。

具有AnyRate时钟合成器的两个低功耗PLL可以支持组件产生2 kHz至100 MHz之间的任何频率。Microchip表示,与使用三个低功耗晶体振荡器的解决方案相比,三个输出可以以5mA功耗运行,可节省高达45%的功耗。另外,可以关闭时钟输出以节省更多功耗。

7. C&K KMT0触觉开关

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C&K为游戏控制器和游戏配件提供各种紧凑型触觉开关。其中包括用于PCB贴装的微型触觉,超小型触觉和微型触觉开关。所述开关同时可以根据应用进行定制。

KMT0系列的纳米微型SMT致动开关包含集成致动器,尺寸和厚度非常小。由于具有高达100万次循环的使用寿命,出色的触觉,以及能够承受恶劣环境和操作条件的能力,这种开关非常适合包括VR头显和移动游戏控制器在内的游戏应用。

对于VR头显等应用,适用的触觉开关包括KMR4,PTS810,PTS830和KMS等等。

8. 德州仪器USB PD控制组件

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凭借完全集成的电源路径,德州仪器推出的全新USB Type-C和USB供能控制组件可减少计算应用所需的外部组件数量,实现更小的尺寸和节约更多的成本,从而降低设计复杂性。这家公司表示,TPS65987D和TPS65988是业界首款200W和100W USB Type-C和USB PD控制组件,支持计算应用及各种其他终端产品,包括VR头显。

单端口TPS65987D设计可提供100W功率,主要特性包括低RDS(on)(25mΩ),可实现高效充电和反向电流保护,防止系统和控制器遭受过流影响。

德州仪器指出,双端口TPS65988可提供200 W功率,支持两个集成的5A双向负载开关和外部电源路径控制,并可以可同时实现5 A电源。200 W的功率允许快速USB Type-C充电,同时保持低RDS(on),两个集成的5-A FET路径可实现高功率应用。

9. Maxim Integrated MAX77714 / MAX77752 PMIC

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Maxim的MAX77714和MAX77752电源管理IC旨在最大限度地提高每瓦性能,同时提高SoC,FPGA和计算密集型系统的效率,为包括AR/VR在内的各种应用提供超低功耗。Maxim表示,与标准解决方案相比,其PMIC的功耗降低了40%,延长了电池续航时间,同时采用小尺寸封装。

MAX77714 PMIC采用紧凑型封装,提供完整的电源管理解决方案,基于多核处理器的系统能够以3.6 VIN,1.1 VOUT的最高性能运行,效率超过90%。PMIC采用70-bump,4.1×3.25×0.7-mm WLP封装,可实现更小,更薄的产品。与独立解决方案相比,续航延长了40%。所述元件同时集成了13个稳压器,包括9个低压差线性稳压器,RTC,备用电池充电器,定时器,灵活的电源排序,以及8个通用输入/输出(GPIO),可缩短设计周期,减少元件数量和BOM成本。

MAX77752是一款多通道,紧凑型集成式PMIC,专为具有多个电源轨和热插拔的应用而设计。与MAX77714一样,它通过集成缩短了设计周期时间,元件数量和BOM成本。PMIC集成了三个降压调节器(带有高精度欠压比较器),一个低压差线性稳压器,两个专用负载开关控制器,一个电流限制器,两个用于输出的外部稳压器,一个用于备用电源控制的电压监控器,以及用于逻辑控制的专用数字输出资源。MAX77752采用40引脚,5×5×0.8mm,0.4mm间距TQFN封装。

10. 移动OLED显示驱动器

MagnaChip为下一代OLED智能手机显示器提供了第三代40纳米OLED显示驱动器集成电路(DDIC)。新型OLED DDIC支持各种配置,如FHD至FHD ++,宽高比高达21:9,以及无边框,边缘型和陷波型OLED显示屏。这种驱动器同时可用于VR头显。

与第二代OLED DDIC相比,40纳米的OLED DDIC提供了多项改进,包括更低的功耗和更好的静电放电和电磁干扰保护。它同时提供增强的补偿功能,可改善颜色和亮度均匀性。

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