1.1為什麼要始終開啟觸控感應功能，會耗盡電池電量

雖然智能手錶等穿戴式裝置的大多數其他功能都可以在使用者的兩次活動之間，保持長時間的關閉，但觸控感應HMI卻被要求始終保持開啟。 這是因為使用者的觸控互動是隨機的，無規律可循，無法預知使用者何時會觸發功能。 因此，它必須在設備開機期間全程持續掃描，使得HMI子系統會持續耗電。 在低功耗模式（持續掃描）和啟動模式（觸控子系統在短時間內消耗更多電能）下，始終保持開啟狀態的觸控HMI都是一個重要的功耗因素，因此總體而言是一個功耗大戶。 可見，只要降低觸控系統的功耗，就可以有效延長充電週期。

1.2探索觸控感應控制器的操作與架構

通常而言，觸控HMI是喚醒可穿戴設備最常用的方法。 為了節約用電，設備通常具備低功耗觸摸檢測功能，即在設備深度睡眠模式下工作：在這個模式下，設備以僅夠檢測任何觸摸事件的低刷新率進行掃描。 在這種模式下，使用者可能需要按住一會（可依使用者場景配置）按鍵，才能喚醒系統。

檢測到觸控時，HMI會喚醒設備，同時切換到啟動模式，以更快的更新率運行，並支援設備的所有觸控感應功能。

上述內容解釋了優化功耗的舊方法，其節能程度很大程度上取決於感測器的刷新速度，因此，始終需要在功耗和快速響應用戶觸控之間加以權衡。 此外，由於受到架構的限制，現在的觸控HMI系統耗電量很大。 為了了解其原因，我們有必要研究一下觸控感測器的掃描過程。 目前絕大多數觸控感應控制器都採用與微控制器類似的架構：圖2所示的英飛凌PSoC™ 4000系列觸控控制器框圖就提供了一個典型的範例。 其架構包括：

• CPU：受到非揮發性和揮發性記憶體支持
• 模擬前端（AFE）：連接觸控感應元件和其他感測器
• 數位邏輯功能
• I/O

在大多數觸控控制器中（但我們可以看到，PSoC™ 4000T並非如此），掃描操作始終需要CPU的運行，來初始化觸控感應系統、配置感應元件、掃描感測器，並處理結果，以確定是否發生 觸摸事件。

令人遺憾的是，CPU及其相關記憶體也是耗電大戶。

因此，「低功耗」觸控偵測功能確實比啟動模式觸控感應的平均功耗更低－由於降低刷新率，每秒掃描次數更少（參見圖2）。 但由於牽扯到CPU，在觸控偵測模式和啟動模式下，每次掃描都會消耗大量電力。

2.1感測器尺寸的權衡：以響應能力和準確性為代價

觸控感應元件或按鍵的靈敏度與其面積成正比。 這意味著透過增加觸控感應器的大小，可以提高觸控HMI的反應準確性。 增強靈敏度還可以提高訊號訊噪比（SNR），從而更好地避免噪音或乾擾造成誤觸事件。 其中，噪音源可能包括智能手錶的顯示器、藍牙®或其他無線電天線產生的射頻輻射。 干擾也可能由設備表面的水、汗水或其他液體產生。 高靈敏度和抗液體幹擾的能力（也稱為防水性能）對使用者體驗影響很大。 然而，透過增加觸控感測器的大小，來提高靈敏度，將減少設備製造商優化設備機械設計的自由度。

設備製造商還尋求透過增添新的觸控感應器功能，進一步改善用戶體驗，來獲取競爭優勢：這些功能包括力量感應和接近感應等——例如：在檢測到有手指靠近，但尚未觸摸時喚醒設備。 某些裝置還要求觸控感應器支援觸控式按鍵、觸控式捲軸和觸控螢幕功能。

設備製造商面臨的挑戰是，在不增加設備整體尺寸的情況下，提供這些豐富的功能，同時實現高靈敏度和高耐液性。

一個整合了所有這些功能的觸控控制器可為此提供解決方案。

文章來源：英飛凌官微