艾為觸控板壓感+Haptic解決方案

MacBook的觸控板好用嗎？看看不同網友的評價自然就有了答案。

@某知乎網友：

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蘋果向來十分重視觸控體驗。大面積、先進的工藝、領先的觸控技術和多樣化的觸控手勢......這些優勢也讓MacBook觸控板本身成為一大賣點。

通過簡單的觸控板手勢，即可在MacBook上完成許多操作，如滾動瀏覽網頁、放大文稿、轉動照片等。

MacBook部分手勢和操作

MacBook的特別之處在于其支持力度觸控板，壓力感應功能將交互體驗又提升了一個層次。通過內置壓力感應模塊，用戶按下后可以通過振動，模擬“按下去”的手感。比如，當用戶拖移或轉動對象時，用戶將在對象對齊時感覺到輕微的振動，從而允許用戶進行更精確的處理。

除了MacBook，蘋果專門為Mac 臺式機配備的觸控板配件妙控板（Magic Trackpad）也能實現一樣的功能。

妙控板采用無線和可充電設計，并支持全部多點觸控手勢以及力度觸控技術。觸控板表面下方的感應器能夠感知用戶施加力度的細微差別，讓用戶通過指尖實現更多功能，與內容的互動更深入。

其實，簡單來說，MacBook和妙控板的原理都是“壓力感應+觸覺反饋”的觸控板一體化方案。通過壓感，傳達信號，再通過觸覺反饋的振動來模擬“按下去”的手感，以及反饋給用戶相應信號的完成狀態。這樣的優點是不用開孔開縫，在保證一體化設計的同時可以做到防水、防塵，按壓帶有觸覺反饋，可以模擬出真實的按鍵感覺。

觸控板雖然與鼠標的結構、樣式天差地別，但就是這樣看似平平無奇的一張板，卻可以真的實現鼠標所有的基本功能，讓用戶脫離鼠標的限制。隨著觸控技術的發展，越來越多的筆記本電腦都采用“壓力感應+觸覺反饋”一體的觸控板方案，其中包括微軟（參考Surface Laptop Studio）、華為（參考MateBook X）、聯想（參考ThinkPad X1 Titanium 及小新Pro 13s）等在內的多家知名廠商。

作為當下最流行的交互方式，它不僅能助力筆記本電腦“減負”，一體化的設計、新穎的操控方式都能輕松地增強用戶體驗，引領人機交互新形態。

針對這一市場洞察，艾為也推出了具有市場競爭力的觸控板壓感+Haptic解決方案。

艾為壓感觸控板解決方案主要包含以下幾種功能：

觸摸表面的壓力檢測

觸覺反饋（Haptic）

手指軌跡檢測

艾為壓感觸控板解決方案特色

☆壓感

·50-500g

·1-3級可調

☆3D觸感特色

·觸覺反饋（波形可配）

·全域按壓

☆報點率：150Hz

☆HID PTP（支持即插即用）

☆低噪聲

☆低功耗

☆在/離線固件更新（無需重啟系統）

☆支持調試接口

☆方便定制化

·支持最多6個感應器

·防誤觸

·兼容不同廠商的TP設備（符合HID over I2C）

在Windows系統下，艾為的方案滿足Windows （HID PTP）精確式觸摸板的規格標準，無需使用額外驅動即可直接使用。同時，支持對Force IC、TP IC進行免重啟系統的固件升級。

遍布在觸摸板下方的壓力傳感器，通過檢測面板所承受的壓力，實現對按壓行為的判斷，當壓力達到一定級別，即認為觸摸板被“按下”，配合線性馬達模擬“真實感按壓”，不僅可以做到與機械結構幾乎相同的交互效果，還可以實現全域按壓無差別的使用體驗。用戶在任何地方操作都可以獲得一致的手感，解決傳統觸控板頂部無法按壓操作的問題，幫助用戶快速掌握盲操作。

壓感觸控方案的硬件連接示意圖如下，Force MCU作為壓感觸控板的主控MCU，外接觸控模塊，壓力傳感器和Haptic馬達驅動芯片，馬達驅動芯片再外接線性馬達。Force MCU再通過硬件接口與筆記本的CPU或EC相連，以實現筆記本電腦對壓感觸控板的集成。

使用壓力傳感器替代機械按鍵搭配觸覺反饋IC，不僅可以為用戶帶來與機械按鍵同樣的觸控反饋，還可以實現觸控板的全域可“按壓”，任意位置皆有反饋。除此之外，通過對壓力的深度分級，還可實現不同級別下不同的觸覺反饋，結合手指軌跡，可以實現快速截屏、錄屏、調節視頻快進、后退等功能。

AW8680X

艾為AW8680X系列芯片是艾為觸控板壓感+Haptic解決方案中的核心芯片，此系列芯片不僅有多條模擬輸入通道可用來連接壓力傳感器，還有豐富的GPIO和硬件通信接口資源用以外掛Haptic芯片、觸控芯片等。

AW8680X系列芯片配合多顆壓力傳感器工作原理

如上圖所示，當用戶在觸控面板表面施加一個力時，位于觸控板PCB層下方的多顆壓力傳感器會分擔所產生的力，壓力使得傳感器產生輕微的形變，進而改變其電阻，導致傳感器周圍的檢測電路電壓發生變化，AW8680XAFE模擬前端中的高精度 ADC會對壓力傳感器周圍的電壓差進行采樣，量化為數字量，再將這些原始數據傳遞給DSP數據處理芯片，DSP上運行的數據處理軟件和壓力算法會根據每一路傳感器的采樣值計算其所受到的壓力，再推導出最終的合力。

計算出壓力后，可以對壓力進行分級，壓力處于不同級別時，控制馬達以不同的方式振動，以實現不同的觸覺反饋，如下圖所示：