微信最新版本中上線了“拍一拍”的功能，在聊天窗口雙擊對(duì)方頭像，對(duì)方頭像會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)/同時(shí)你的手機(jī)也會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)的反饋。這種細(xì)膩的交互設(shè)計(jì)背后，離不開軟硬件的協(xié)同配合。一個(gè)常規(guī)的觸覺反饋交互需要經(jīng)歷哪些過程？

圖 一個(gè)觸覺反饋的交互過程（來源：網(wǎng)絡(luò)）

如上圖所示，用戶觸壓屏幕之后，給出MCU處理器一個(gè)觸摸事件，MCU分析觸摸事件所需對(duì)應(yīng)的震動(dòng)反饋類型，產(chǎn)生特定的模擬或數(shù)字信號(hào)給到驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器IC驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器產(chǎn)生震動(dòng)。

整個(gè)震動(dòng)反饋過程的速度越快，自然對(duì)于用戶的體驗(yàn)更好。Cirrus Logic最近推出的CS40L25升壓觸覺驅(qū)動(dòng)器系列，就旨在利用其在低功耗、低延遲混合信號(hào)處理方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為消費(fèi)設(shè)備帶來響應(yīng)式和沉浸式用戶體驗(yàn)。筆者針對(duì)此新產(chǎn)品采訪了Cirrus Logic的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Shahram Tadayon先生，他對(duì)觸覺驅(qū)動(dòng)器的市場(chǎng)和技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分享。

Cirrus Logic的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Shahram Tadayon

觸覺市場(chǎng)未來潛力巨大

根據(jù)IDTtechEx數(shù)據(jù)報(bào)告來看，在過去的十年中，帶有觸覺功能的設(shè)備和每個(gè)設(shè)備中的觸覺部分的成本得到顯著增長(zhǎng)。根據(jù)Markets and Markets的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2022年觸覺技術(shù)市場(chǎng)總值將達(dá)到195.5億美元，2016年至2022年之間的年復(fù)合增長(zhǎng)率為16.2％；Market Research Future等其他機(jī)構(gòu)也發(fā)布了相似的數(shù)據(jù)。業(yè)界的共識(shí)是，推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力為智能手機(jī)、PC觸控板、可穿戴設(shè)備和VR / AR系統(tǒng)等消費(fèi)電子設(shè)備中對(duì)觸覺越來越多的需求。

圖 觸覺市場(chǎng)過去十年數(shù)據(jù)分析（來源：IDTechEx Research）

據(jù)Shahram介紹，Cirrus Logic正在進(jìn)入所有這些市場(chǎng)，此次推出的觸覺和傳感技術(shù)解決方案的原因就是要將與所有這些客戶接軌。

更出色的震動(dòng)反饋：從ERM到LRA

觸覺反饋的體驗(yàn)，并不僅僅是產(chǎn)生不同波形的震動(dòng)那么簡(jiǎn)單，為了實(shí)現(xiàn)更加細(xì)膩的沉浸式觸覺體驗(yàn)，設(shè)計(jì)者確保整個(gè)反饋延時(shí)盡量低同時(shí)提供“敏銳”的觸覺反饋，這種體驗(yàn)的升級(jí)帶來了一些技術(shù)的演進(jìn)變化。

首先是延遲方面：用戶的動(dòng)作與觀察到的響應(yīng)之間的這個(gè)過程，即從動(dòng)作到效果的時(shí)間，如果可以忽略不計(jì)，那么就可以最大程度地減少了用戶對(duì)界面的不滿。過多的延遲不僅令人煩惱；用戶可能會(huì)認(rèn)為未識(shí)別到第一次敲擊，因此可能會(huì)重復(fù)一次或多次操作，從而可能會(huì)在設(shè)備上排隊(duì)一系列僅用于延遲系統(tǒng)響應(yīng)的推動(dòng)。

其次在反饋銳度方面：銳利的觸覺反饋可模擬按下實(shí)際按鈕的感覺。相反，不良的觸覺會(huì)嗡嗡作響或嗡嗡作響，會(huì)讓用戶體驗(yàn)很差?，F(xiàn)實(shí)情況是，用戶是從老式電話、PC計(jì)算機(jī)等實(shí)體鍵盤過渡而來，所以會(huì)一直對(duì)“真實(shí)”按鈕的感覺有所期待。

據(jù)Shahram分享：“老式的手機(jī)或游戲機(jī)的反饋感更像是一種嗡嗡聲，而不是一種真正的按鍵感。因此擁有觸覺以產(chǎn)生非常良好有力的點(diǎn)擊感就非常重要。這意味著致動(dòng)器要從便宜的ERM型升級(jí)到LRA型。這樣就可以獲得心跳傳感器之類手勢(shì)和滾動(dòng)體驗(yàn)?！?/span>

（圖表來源：網(wǎng)絡(luò)搜索）

如上表所示，LRA相比ERM在響應(yīng)速度、功耗、震動(dòng)加速度方面有較大的優(yōu)勢(shì)。如果要實(shí)現(xiàn)更細(xì)膩的反饋，那么ERM通常不能滿足應(yīng)用需求。而LRA目前是成本、性能和功耗平衡之后的較好的選擇。

圖：Piezo、LRA和ERM三種致動(dòng)器功耗對(duì)比（來源：網(wǎng)絡(luò)）

Shahram也表示：“ERM往往更便宜、嗡嗡聲更強(qiáng)，我們認(rèn)為LRA和VCM可提供更好用戶體驗(yàn)。驅(qū)動(dòng)LRA和VCM的電壓通常高于ERM。這意味著需要從便宜的ERM激勵(lì)器升級(jí)到LRA，將驅(qū)動(dòng)器升級(jí)到CS40L25等特定設(shè)備?！?/span>

閉環(huán)反饋+專有DSP——CS40L25

據(jù)Cirrus Logic官方介紹：CS40L25產(chǎn)品集成了一個(gè)高性能觸覺驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器和一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器。 這些設(shè)備基于電機(jī)的諧振頻率，可驅(qū)動(dòng)高性能線性共振激勵(lì)器(LRA)和音圈電機(jī)(VCM)，從而通過獨(dú)特的預(yù)存觸覺波形來增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。 超低延遲可實(shí)時(shí)控制觸覺電機(jī)，這為用戶提供了更直接的感覺或反應(yīng)。閉環(huán)算法最大程度地提高了LRA的效能，并以更清脆、更少的“嗡嗡聲”實(shí)現(xiàn)有力且一致的觸覺。

圖：CS40L25工作流程框圖

Shahram分享到：“要獲得良好且敏銳的單擊，重要的是不僅要能夠快速完美地啟動(dòng)LRA，而且還要能快速停止它。而且，如果只是停止施加電壓，就會(huì)有振鈴聲，從而產(chǎn)生嗡嗡聲。我們的閉環(huán)算法是持續(xù)監(jiān)測(cè)LRA的電壓和電流，因此它知道其位置并知道如何更快地停止它。因此，使用我們的閉環(huán)算法可以更快地停止LRA的移動(dòng)，從而產(chǎn)生良好敏銳的點(diǎn)擊。”

圖：通過監(jiān)視關(guān)鍵信號(hào)，Cirrus Logic的“閉環(huán)主動(dòng)制動(dòng)”可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，從而為用戶帶來準(zhǔn)確，一致的觸覺體驗(yàn)

Cirrus Logic獨(dú)特的閉環(huán)主動(dòng)制動(dòng)（CLAB）算法可產(chǎn)生更清晰，更少“嗡嗡”的觸覺效果，如上圖所示，與開環(huán)相比，在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中振鈴時(shí)間減少了4倍至8倍。通過實(shí)時(shí)獲取來自電壓和電流執(zhí)行器監(jiān)控器的信號(hào)，從而有效，準(zhǔn)確地閉合環(huán)路以增強(qiáng)性能。

據(jù)Shahram介紹，在CS40L25中使用的Halo Core?這一DSP的IP是來自Cirrus Logic專有的，因此可以針對(duì)目標(biāo)應(yīng)用程序和客戶進(jìn)行高度定制。 它提供了對(duì)算法和軟件的處理，可實(shí)現(xiàn)出色的觸覺反饋。

除了上面提到的閉環(huán)反饋之外，CS40L25還提供了波形存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)超過50個(gè)差異波形。Shahram表示，一些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手將波形預(yù)先存儲(chǔ)在ROM中，但通常不是為LRA或應(yīng)用程序定制的，它的波形會(huì)變的更弱、嗡嗡的震動(dòng)感更強(qiáng)。CS40L25的波形存儲(chǔ)器這一RAM可以針對(duì)客戶要驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)器以及最終產(chǎn)品進(jìn)行專門更新，通過I2S流進(jìn)行波形傳輸。

總結(jié)來看，觸覺市場(chǎng)存在著巨大的增長(zhǎng)機(jī)遇，用戶端對(duì)于觸覺反饋的體驗(yàn)也有了愈來愈高的要求。致動(dòng)器這邊會(huì)從ERM向LRA進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器這邊，低延遲低功耗是客戶重要的選擇條件。CS40L25憑借著其獨(dú)特的閉環(huán)反饋、波形存儲(chǔ)和LRA/VCM驅(qū)動(dòng)特性，將會(huì)是一個(gè)觸覺應(yīng)用開發(fā)者一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇。