艾为触控板压感+Haptic解决方案

MacBook的触控板好用吗？看看不同网友的评价自然就有了答案。

@某知乎网友：

@某百度网友：

@某微信公众号：

苹果向来十分重视触控体验。大面积、先进的工艺、领先的触控技术和多样化的触控手势......这些优势也让MacBook触控板本身成为一大卖点。

通过简单的触控板手势，即可在MacBook上完成许多操作，如滚动浏览网页、放大文稿、转动照片等。

MacBook部分手势和操作

MacBook的特别之处在于其支持力度触控板，压力感应功能将交互体验又提升了一个层次。通过内置压力感应模块，用户按下后可以通过振动，模拟“按下去”的手感。比如，当用户拖移或转动对象时，用户将在对象对齐时感觉到轻微的振动，从而允许用户进行更精确的处理。

除了MacBook，苹果专门为Mac 台式机配备的触控板配件妙控板（Magic Trackpad）也能实现一样的功能。

妙控板采用无线和可充电设计，并支持全部多点触控手势以及力度触控技术。触控板表面下方的感应器能够感知用户施加力度的细微差别，让用户通过指尖实现更多功能，与内容的互动更深入。

其实，简单来说，MacBook和妙控板的原理都是“压力感应+触觉反馈”的触控板一体化方案。通过压感，传达信号，再通过触觉反馈的振动来模拟“按下去”的手感，以及反馈给用户相应信号的完成状态。这样的优点是不用开孔开缝，在保证一体化设计的同时可以做到防水、防尘，按压带有触觉反馈，可以模拟出真实的按键感觉。

触控板虽然与鼠标的结构、样式天差地别，但就是这样看似平平无奇的一张板，却可以真的实现鼠标所有的基本功能，让用户脱离鼠标的限制。随着触控技术的发展，越来越多的笔记本电脑都采用“压力感应+触觉反馈”一体的触控板方案，其中包括微软（参考Surface Laptop Studio）、华为（参考MateBook X）、联想（参考ThinkPad X1 Titanium 及小新Pro 13s）等在内的多家知名厂商。

作为当下最流行的交互方式，它不仅能助力笔记本电脑“减负”，一体化的设计、新颖的操控方式都能轻松地增强用户体验，引领人机交互新形态。

针对这一市场洞察，艾为也推出了具有市场竞争力的触控板压感+Haptic解决方案。

艾为压感触控板解决方案主要包含以下几种功能：

触摸表面的压力检测

触觉反馈（Haptic）

手指轨迹检测

艾为压感触控板解决方案特色

☆压感

·50-500g

·1-3级可调

☆3D触感特色

·触觉反馈（波形可配）

·全域按压

☆报点率：150Hz

☆HID PTP（支持即插即用）

☆低噪声

☆低功耗

☆在/离线固件更新（无需重启系统）

☆支持调试接口

☆方便定制化

·支持最多6个感应器

·防误触

·兼容不同厂商的TP设备（符合HID over I²C）

在Windows系统下，艾为的方案满足Windows （HID PTP）精确式触摸板的规格标准，无需使用额外驱动即可直接使用。同时，支持对Force IC、TP IC进行免重启系统的固件升级。

遍布在触摸板下方的压力传感器，通过检测面板所承受的压力，实现对按压行为的判断，当压力达到一定级别，即认为触摸板被“按下”，配合线性马达模拟“真实感按压”，不仅可以做到与机械结构几乎相同的交互效果，还可以实现全域按压无差别的使用体验。用户在任何地方操作都可以获得一致的手感，解决传统触控板顶部无法按压操作的问题，帮助用户快速掌握盲操作。

压感触控方案的硬件连接示意图如下，Force MCU作为压感触控板的主控MCU，外接触控模块，压力传感器和Haptic马达驱动芯片，马达驱动芯片再外接线性马达。Force MCU再通过硬件接口与笔记本的CPU或EC相连，以实现笔记本电脑对压感触控板的集成。

使用压力传感器替代机械按键搭配触觉反馈IC，不仅可以为用户带来与机械按键同样的触控反馈，还可以实现触控板的全域可“按压”，任意位置皆有反馈。除此之外，通过对压力的深度分级，还可实现不同级别下不同的触觉反馈，结合手指轨迹，可以实现快速截屏、录屏、调节视频快进、后退等功能。

AW8680X

艾为AW8680X系列芯片是艾为触控板压感+Haptic解决方案中的核心芯片，此系列芯片不仅有多条模拟输入通道可用来连接压力传感器，还有丰富的GPIO和硬件通信接口资源用以外挂Haptic芯片、触控芯片等。

AW8680X系列芯片配合多颗压力传感器工作原理

如上图所示，当用户在触控面板表面施加一个力时，位于触控板PCB层下方的多颗压力传感器会分担所产生的力，压力使得传感器产生轻微的形变，进而改变其电阻，导致传感器周围的检测电路电压发生变化，AW8680XAFE模拟前端中的高精度ADC会对压力传感器周围的电压差进行采样，量化为数字量，再将这些原始数据传递给DSP数据处理芯片，DSP上运行的数据处理软件和压力算法会根据每一路传感器的采样值计算其所受到的压力，再推导出最终的合力。

计算出压力后，可以对压力进行分级，压力处于不同级别时，控制马达以不同的方式振动，以实现不同的触觉反馈，如下图所示：

AW8680X特性一览

☆多条模拟输入通道

☆100 K SPS 14 bit SAR ADC

☆12-bit偏移校准DAC

☆16根通用GPIO管脚

☆硬件I²C Slave，最高支持1MHz

AW86927

艾为触控板压感+Haptic解决方案中另一个重要组成部分就是线性马达驱动芯片。

AW86927是艾为为实现触觉反馈技术专门设计的一款马达驱动芯片。触控板压感+Haptic解决方案中，Haptic的工作原理如下图所示，AW8680X计算出面板所受的力后，会根据压力值的对应等级发送振动波形给AW86927马达驱动芯片，驱动芯片控制线性马达产生振动，对用户形成触觉反馈。

AW86927特性一览

☆LAR电机的F0频率自动检测与适配

☆<0.1uA的关断功耗

☆内部集成Boost，可适应不同电压LAR

☆<1ms的快速响应时间

☆支持单线触发预设触摸反馈模式

编辑：黄飞