飛思卡爾凝結(jié)30年成功經(jīng)驗(yàn)Xtrinsic開創(chuàng)智能傳感新紀(jì)元

剛剛結(jié)束的年度盛會(huì)飛思卡爾技術(shù)論壇（FTF），贏得眾多與會(huì)業(yè)內(nèi)人士的盛贊。許多知名人士的主題演講令觀眾受益匪淺，其中飛思卡爾凝結(jié)30年成功經(jīng)驗(yàn)，推出的Xtrinsic傳感解決方案開創(chuàng)了智能傳感器新紀(jì)元。

智能化是傳感器技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一，智能傳感器通過集成技術(shù)和處理器將決策能力與傳感功能有機(jī)融合，從而實(shí)現(xiàn)信息的分散處理。在傳感器技術(shù)領(lǐng)域擁有30年成功經(jīng)驗(yàn)的飛思卡爾半導(dǎo)體（Freescale Semiconductor）最新推出的Xtrinsic智能傳感解決方案結(jié)合了傳感、處理能力與集成性等特點(diǎn)，并配合定制化軟件技術(shù)，帶來更智能和差異化的設(shè)計(jì)。

Xtrinsic傳感解決方案可讓設(shè)計(jì)者根據(jù)具體環(huán)境做出智能的即時(shí)傳感決策；通過一定的自主決策能力實(shí)現(xiàn)智能化，從而分擔(dān)處理器的計(jì)算量，且無需使用更大尺寸的應(yīng)用處理器電路板。Xtrinsic按應(yīng)用可分為移動(dòng)與消費(fèi)、汽車電子、觸控應(yīng)用三個(gè)領(lǐng)域；配合廣泛的軟件應(yīng)用程序支持，它可以加快客戶開發(fā)和上市的速度，增強(qiáng)用戶的整體體驗(yàn)。

表1，Xtrinsic傳感解決方案及典型產(chǎn)品，按應(yīng)用分類

值得指出的是，飛思卡爾還根據(jù)Xtrinsic系列調(diào)整其基于下一代微控制器的傳感解決方案。Xtrinsic觸摸傳感軟件套件2.0（Xtrinsic Touch Sensing Software Suite 2.0）將電容觸摸傳感功能從8位MCU擴(kuò)展至32位。

MMA9550L：內(nèi)置智能的高精度運(yùn)動(dòng)傳感器

MMA9550L作為Xtrinsic運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)的代表產(chǎn)品，是業(yè)界首款智能高精度運(yùn)動(dòng)傳感器平臺(tái)，可接受多個(gè)傳感器輸入。器件通過一顆可編程內(nèi)核來擴(kuò)展三軸加速檢測(cè)功能；片上存儲(chǔ)則可實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。器件的高效用戶接口專門針對(duì)移動(dòng)設(shè)備。目標(biāo)應(yīng)用主要有：eBook電子閱讀器、智能本（Smartbook）、智能手機(jī)、PND，以及醫(yī)療器械等。MMA9550L作為一個(gè)高度靈活和可架構(gòu)的傳感決策引擎，使復(fù)雜運(yùn)算及本地決策的執(zhí)行成為可能。

圖1，MMA9550L結(jié)構(gòu)框圖

MMA9550L集成了豐富硬件資源。除了+2g/+4g/+8g三軸傳感器、14位ADC、32位ColdFire V1微控器以外，MMA9550L的傳感集線器還將12個(gè)輸入無縫整合在一起，使用可配置為I2C或SPI的從端口（最高以2MBPS速率運(yùn)行），可以幫助系統(tǒng)應(yīng)用處理器分擔(dān)校準(zhǔn)、補(bǔ)償和傳感器功能。

軟件技術(shù)是智能傳感器的重要特征之一，可使其具備更高的數(shù)據(jù)采集精度和更豐富的功能。通過編程，MMA9550L可執(zhí)行自由落體、3D方位、單擊/雙擊、傾斜、沖擊、震動(dòng)等多個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)；此外，器件還具備低功耗模式和電源管理能力。

MMA5xxxW：衛(wèi)星傳感器方案助力PSI5氣囊設(shè)計(jì)

飛思卡爾通過在MCU、模擬技術(shù)，和傳感器等方面的優(yōu)勢(shì)，已成為下一代氣囊應(yīng)用方案的領(lǐng)先半導(dǎo)體供應(yīng)商。無論是DSI還是目前最新的PSI5，飛思卡爾都可提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或基于總線（Bus-based）的衛(wèi)星接口架構(gòu)方案，并滿足系統(tǒng)對(duì)本地（Local）和衛(wèi)星傳感器的需求（XY、X和Z軸）；同時(shí)還能依照客戶需求，為其帶來從低端到高端的各種解決方案。在日前于紐倫堡舉行的PSI5論壇上，飛思卡爾半導(dǎo)體針對(duì)新的PSI5協(xié)議推出兩款先進(jìn)的Xtrinsic氣囊系統(tǒng)解決方案：MMA5xxxW系列和MMA68xxQ；其中兼容PSI5的MMA5xxxW尤其引人注目。

安全氣囊系統(tǒng)通常基于多個(gè)傳感器，因此在架構(gòu)上可分為集中式和分布式結(jié)構(gòu)。對(duì)于前者，傳感器與ECU點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Point-to-Point）相連接，成本較低，適用于元件較少、中低復(fù)雜度的簡(jiǎn)單系統(tǒng)；后者則通過總線將傳感器連接，使架構(gòu)相對(duì)集中式更加靈活，且擴(kuò)展性強(qiáng)，適用于較復(fù)雜的氣囊系統(tǒng)，常用規(guī)范有較成熟的DSI（Distributed System Interface，分布式系統(tǒng)接口）和較新的PSI5（Peripheral Sensor Interface 5，外圍傳感器接口5）。衛(wèi)星架構(gòu)（Satellite Architecture）則是分布式系統(tǒng)（Distributed System）的一種管理和組織形式，由主節(jié)點(diǎn)和衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)組成；通過合理的衛(wèi)星架構(gòu)布局，可有效減少外部元件數(shù)量和成本。

圖2，基于PSI5規(guī)范實(shí)現(xiàn)的外圍傳感器與ECU的連接

飛思卡爾最新的PSI5氣囊傳感器解決方案包括基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的MMA5xxxW衛(wèi)星加速計(jì)組合及 MC33789 氣囊系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC），由慣性衛(wèi)星傳感器和混合信號(hào)模擬IC組成，并應(yīng)用了SmartMOS技術(shù)，將全球現(xiàn)有的系統(tǒng)集成提升到更高級(jí)別。另外同樣基于MEMS的MMA68xxQ雙軸SPI慣性傳感器用于ECU產(chǎn)品，加快了整體氣囊系統(tǒng)解決方案的實(shí)現(xiàn)。

圖3，基于PSI5規(guī)范的安全氣囊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

兼容PSI5 V1.3的MMA5xxxW是業(yè)內(nèi)首款采用16引腳QFN封裝的PSI5衛(wèi)星慣性傳感器（X或Z軸），提供±60g到±480g量程；可實(shí)現(xiàn)更小型化、功能更強(qiáng)大的前端和側(cè)面氣囊衛(wèi)星解決方案，并通過采用飛思卡爾研發(fā)的高級(jí)過阻尼轉(zhuǎn)換器提高了系統(tǒng)防寄生振動(dòng)的穩(wěn)定性。MC33789 SBC是一款用于氣囊安全應(yīng)用的混合信號(hào)模擬IC，用來檢測(cè)座椅安全帶開關(guān)輸入狀態(tài)。其通過新的PSI5主接口與遠(yuǎn)程碰撞傳感器進(jìn)行通信，從而滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。量程為±20g至±120g的MMA68xxQ數(shù)字慣性傳感器系列在氣囊應(yīng)用中設(shè)計(jì)為主碰撞傳感器或安全傳感器。過阻尼轉(zhuǎn)換器同高共振封裝接合，增強(qiáng)了對(duì)事故檢測(cè)應(yīng)用中因高強(qiáng)度、高頻率震蕩導(dǎo)致的超負(fù)荷情況的免疫力。

隨著用戶對(duì)駕車安全需求的不斷提升，安全已成為飛思卡爾汽車電子技術(shù)的重點(diǎn)。飛思卡爾作為DSI規(guī)范的制定者之一，同時(shí)也是PSI5委員會(huì)的會(huì)員，因此其解決方案無論從功能應(yīng)用還是安全性都能更好滿足客戶的需求。