自1959年Richard Pfeynman提出微機電系統(tǒng)(MEMS)慣性傳感器構想之后,歷經(jīng)幾十年發(fā)展,現(xiàn)在,MEMS器件正以前所未有的速度在消費電子領域普及,它的出現(xiàn)使人們與電子設備的溝通方式發(fā)生革命性變化,電子設備不再禁錮于笨拙、低效,必須通過收發(fā)精確命令才能動作的工作模式,而是具有了"感知"的能力,仿佛具有了生命。
消費電子市場已廣泛使用MEMS
最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,全球 MEMS市場將在 2012年達到115億美元規(guī)模,并在接下來的幾年中保持兩位數(shù)字增長率,到2017年總體市場規(guī)模預計超過200億美元。
在強勁的市場推動力下,包括智能手機、平板電腦、便攜醫(yī)療設備、GPS儀器等多功能個人電子設備和各種直觀應用的需求,加速了傳感器技術的發(fā)展,同時形成了諸多新興的產(chǎn)品類別和新的市場。如今,智能化、個性化、小型化的一系列需求,促使制造商們必須想辦法"融合"來自不同傳感器的信號的技術,并同時降低系統(tǒng)功耗。另一方面,急不可待的消費者們又不允許設計人員在產(chǎn)品上市之前思考太長時間,針對這種需求,擁有超過30年傳感器制造經(jīng)驗的飛思卡爾半導體早在兩年前就給出了答案,推出Xtrinsic傳感解決方案,并且一步一步加以完善。Xtrinsic產(chǎn)品"融合"了各種高性能傳感功能,并整合MCU,可在相應的環(huán)境內(nèi)進行復雜的計算和決策的能力,不僅可實現(xiàn)更為豐富的功能,同時可緩解系統(tǒng)主處理器的負擔,從而支持設計創(chuàng)新和更高效的系統(tǒng)。
2011年新出現(xiàn)的組合式MEMS傳感器,盡管目前市場規(guī)模不到1億美元,但預計到2017年將達到17億美元的規(guī)模。組合式MEMS傳感器市場的發(fā)展速度將遠遠高于其他MEMS器件。預計到 2016年將有12億部手機、平板電腦和筆記本電腦同時配置加速計、陀螺儀、指南針功能,遠遠超過2011年的2.49億臺,在這些空間極為緊張的設備中,組合是MEMS傳感器系統(tǒng)具有天然優(yōu)勢。
Xtrinsic eCompass軟件為移動設備提供快速精確的定位數(shù)據(jù)
移動應用依賴從磁力計和加速計提取的合并數(shù)據(jù)為基礎得出羅盤讀數(shù),然而磁場的失真狀況普遍存在。今年2月在西班牙巴塞羅那舉行的世界移動通信大會上,飛思卡爾推出 Xtrinsic eCompass軟件,這是一個新的傳感器融合解決方案,與飛思卡爾Xtrinsic加速計和磁力計一起提供非常精確的磁數(shù)據(jù)。采用 Xtrinsic eCompass軟件,移動應用(如增強的現(xiàn)實技術、3D游戲,eHealth和基于位置的服務等)能獲得更快、更精確的定位數(shù)據(jù),從而顯著提升用戶體驗。高級傳感器融合算法允許各種傳感器發(fā)揮自身優(yōu)勢,進行互補,以實現(xiàn)更大的優(yōu)化。
Xtrinsic eCompass軟件特性包括: 帶傾斜補償?shù)腦trinsic eCompass、滾動角、俯仰角和偏航角、4 參數(shù)硬磁校正、帶軟磁增益校準的7參數(shù)選項、帶全軸軟磁校準的10參數(shù)選項、標準ANSI C源代碼等等。使用飛思卡爾的Xtrinsic eCompass軟件后,設計人員可以迅速應對其設計挑戰(zhàn),為各種移動應用加入高度精確的傳感技術。為了實現(xiàn)無縫的軟件集成,飛思卡爾還提供配套的應用注釋文檔、開發(fā)工具和嵌入式仿真框架。
將飛思卡爾的Xtrinsic 加速計和2011年下半年剛剛推出的Xtrinsic MAG3110 磁力計 與Xtrinsic eCompass軟件結合使用,可支持經(jīng)過全面的傾斜補償且軟磁和硬磁校準后的電子羅盤數(shù)據(jù)。Xtrinsic eCompass軟件以源代碼的方式提供,專門用于飛思卡爾 Xtrinsic智能傳感解決方案,并與現(xiàn)有的移動操作系統(tǒng)和硬件兼容,還可輕松與全系列的移動解決方案集成。
[!--empirenews.page--]
Xtrinsic六軸傳感器豐富了移動設備的功能
目前先進的移動操作系統(tǒng)要求使用先進的傳感器技術來提供更準確的數(shù)據(jù),也要求比以往更快的響應速度。今年6月,飛思卡爾推出一款Xtrinsic 6軸傳感器,該產(chǎn)品在一個封裝內(nèi)融合了加速計、磁力計、具有高分辨率的運動傳感和航向技術。
Xtrinsic FXOS8700CQ傳感器面向增強實境、游戲、導航和需要高度精確的定位數(shù)據(jù)的位置服務等移動應用,它的推出使業(yè)界一流的MMA845x加速計和MAG3110磁力計的產(chǎn)品系列向組合式傳感器擴展,以 3x3x1.2mm的小型封裝,實現(xiàn)更低功耗和更豐富的嵌入式功能。
Xtrinsic FXOS8700CQ 6軸傳感器包含一個 14位加速計和16位磁力計,以及一個高性能的 ASIC。這種高性能的eCompass解決方案能夠為大多數(shù)應用提供分辨率在0.1度、誤差低于5度的航向精確度。6軸傳感器有較大的動態(tài)變化幅度--正負1200μT,這樣可以將其靈活地放置在印刷電路板的任何位置,印刷電路板含有揚聲器和震動馬達等永久磁鐵。對于有硬磁場干擾的平臺,F(xiàn)XOS8700CQ擁有嵌入式硬磁自校準功能,支持低功率硬磁偏移補償。此外, FXOS8700CQ 與Xtrinsic eCompass和校準軟件兼容,支持全系列功率和性能,帶有浮點和整數(shù)代碼,支持Android?、Windows 8和其他操作系統(tǒng)。
面向基于Windows 8操作系統(tǒng)的便攜式設備推出高度集成的傳感器解決方案
同樣在6月,飛思卡爾又推出了一個完全支持12軸傳感器的開發(fā)參考平臺,滿足微軟Windows? 8傳感器需求。
飛思卡爾12軸傳感器平臺包括 Xtrinsic MMA8451Q 3軸加速計、Xtrinsic MAG3110 3軸磁力計、Xtrinsic MPL3115A2精密高度計、壓力和溫度傳感器以及一個模擬環(huán)境光傳感器。它還兼容多種可供選擇陀螺儀。使飛思卡爾從競爭對手中脫穎而出的是另外集成了飛思卡爾ColdFire+ MCF51JU128VHS微控制器。 ColdFire器件充當傳感器樞紐,再加上飛思卡爾傳感器融合軟件,能高效地整合、配置和處理傳感器數(shù)據(jù),滿足Windows 8操作系統(tǒng)的要求。參考平臺注重待機功耗、整體功耗和成本效益,使用標準HID驅動器通過USB與PC主機進行通信。
飛思卡爾12軸傳感器參考平臺充分利用各種傳感器的優(yōu)勢,將運動、位置、環(huán)境光和人體接近等數(shù)據(jù)合成為一個集成的整體,使器件性能更準確、更可靠和更靈敏。該平臺將傳感器融合任務從主機處理器分流到飛思卡爾傳感器,可以實現(xiàn)更加個性化、功耗更低的解決方案。
進入Windows平臺,意味著海量的應用和海量的客戶。
融合是必然趨勢
MEMS傳感器在消費電子中的應用包括運動/墜落檢測、導航數(shù)據(jù)補償、游戲/人機界面、電源管理、GPS增強/盲區(qū)消除、速度/距離計數(shù)、等等,這使其滲透力遠遠超過傳統(tǒng)意義上的半導體芯片,幾乎可說是"只有想不到,沒有用不到"!
消費電子設備中的傳感器數(shù)量不斷增加,成功實現(xiàn)傳感器融合也變得越來越重要。大多數(shù)業(yè)者都意識到了傳感器融合這一發(fā)展趨勢,但是擁有融合多種傳感器軟硬件技術能力,特別是需要大量投入的軟件系統(tǒng),且具備相應技術積累的廠商就屈指可數(shù)了。涵蓋各種不同應用的平臺化、組合式傳感器開發(fā)系統(tǒng),經(jīng)過兩年多市場考驗的飛思卡爾Xtrinsic解決方案必然有機會在未來消費電子市場中大放異彩。