飛思卡爾讓MEMS技術(shù)在消費(fèi)電子市場(chǎng)綻放

自1959年Richard Pfeynman提出微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)慣性傳感器構(gòu)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(fèi)電子領(lǐng)域普及，它的出現(xiàn)使人們與電子設(shè)備的溝通方式發(fā)生革命性變化，電子設(shè)備不再禁錮于笨拙、低效，必須通過(guò)收發(fā)精確命令才能動(dòng)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(fèi)電子市場(chǎng)已廣泛使用MEMS
最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全球 MEMS市場(chǎng)將在 2012年達(dá)到115億美元規(guī)模，并在接下來(lái)的幾年中保持兩位數(shù)字增長(zhǎng)率，到2017年總體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)超過(guò)200億美元。
在強(qiáng)勁的市場(chǎng)推動(dòng)力下，包括智能手機(jī)、平板電腦、便攜醫(yī)療設(shè)備、GPS儀器等多功能個(gè)人電子設(shè)備和各種直觀應(yīng)用的需求，加速了傳感器技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)形成了諸多新興的產(chǎn)品類別和新的市場(chǎng)。如今，智能化、個(gè)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(lái)自不同傳感器的信號(hào)的技術(shù)，并同時(shí)降低系統(tǒng)功耗。另一方面，急不可待的消費(fèi)者們又不允許設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品上市之前思考太長(zhǎng)時(shí)間，針對(duì)這種需求，擁有超過(guò)30年傳感器制造經(jīng)驗(yàn)的飛思卡爾半導(dǎo)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(yīng)的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和決策的能力，不僅可實(shí)現(xiàn)更為豐富的功能，同時(shí)可緩解系統(tǒng)主處理器的負(fù)擔(dān)，從而支持設(shè)計(jì)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(chǎng)規(guī)模不到1億美元，但預(yù)計(jì)到2017年將達(dá)到17億美元的規(guī)模。組合式MEMS傳感器市場(chǎng)的發(fā)展速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他MEMS器件。預(yù)計(jì)到 2016年將有12億部手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦同時(shí)配置加速計(jì)、陀螺儀、指南針功能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2011年的2.49億臺(tái)，在這些空間極為緊張的設(shè)備中，組合是MEMS傳感器系統(tǒng)具有天然優(yōu)勢(shì)。
Xtrinsic eCompass軟件為移動(dòng)設(shè)備提供快速精確的定位數(shù)據(jù)
移動(dòng)應(yīng)用依賴從磁力計(jì)和加速計(jì)提取的合并數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)得出羅盤讀數(shù)，然而磁場(chǎng)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(dòng)通信大會(huì)上，飛思卡爾推出 Xtrinsic eCompass軟件，這是一個(gè)新的傳感器融合解決方案，與飛思卡爾Xtrinsic加速計(jì)和磁力計(jì)一起提供非常精確的磁數(shù)據(jù)。采用 Xtrinsic eCompass軟件，移動(dòng)應(yīng)用(如增強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)技術(shù)、3D游戲，eHealth和基于位置的服務(wù)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(yàn)。高級(jí)傳感器融合算法允許各種傳感器發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行互補(bǔ)，以實(shí)現(xiàn)更大的優(yōu)化。
Xtrinsic eCompass軟件特性包括： 帶傾斜補(bǔ)償?shù)腦trinsic eCompass、滾動(dòng)角、俯仰角和偏航角、4 參數(shù)硬磁校正、帶軟磁增益校準(zhǔn)的7參數(shù)選項(xiàng)、帶全軸軟磁校準(zhǔn)的10參數(shù)選項(xiàng)、標(biāo)準(zhǔn)ANSI C源代碼等等。使用飛思卡爾的Xtrinsic eCompass軟件后，設(shè)計(jì)人員可以迅速應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，為各種移動(dòng)應(yīng)用加入高度精確的傳感技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的軟件集成，飛思卡爾還提供配套的應(yīng)用注釋文檔、開(kāi)發(fā)工具和嵌入式仿真框架。
將飛思卡爾的Xtrinsic 加速計(jì)和2011年下半年剛剛推出的Xtrinsic MAG3110 磁力計(jì) 與Xtrinsic eCompass軟件結(jié)合使用，可支持經(jīng)過(guò)全面的傾斜補(bǔ)償且軟磁和硬磁校準(zhǔn)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(dòng)操作系統(tǒng)和硬件兼容，還可輕松與全系列的移動(dòng)解決方案集成。
Xtrinsic六軸傳感器豐富了移動(dòng)設(shè)備的功能
目前先進(jìn)的移動(dòng)操作系統(tǒng)要求使用先進(jìn)的傳感器技術(shù)來(lái)提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，也要求比以往更快的響應(yīng)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(gè)封裝內(nèi)融合了加速計(jì)、磁力計(jì)、具有高分辨率的運(yùn)動(dòng)傳感和航向技術(shù)。
Xtrinsic FXOS8700CQ傳感器面向增強(qiáng)實(shí)境、游戲、導(dǎo)航和需要高度精確的定位數(shù)據(jù)的位置服務(wù)等移動(dòng)應(yīng)用，它的推出使業(yè)界一流的MMA845x加速計(jì)和MAG3110磁力計(jì)的產(chǎn)品系列向組合式傳感器擴(kuò)展，以 3x3x1.2mm的小型封裝，實(shí)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(gè) 14位加速計(jì)和16位磁力計(jì)，以及一個(gè)高性能的 ASIC。這種高性能的eCompass解決方案能夠?yàn)榇蠖鄶?shù)應(yīng)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(dòng)態(tài)變化幅度--正負(fù)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(yáng)聲器和震動(dòng)馬達(dá)等永久磁鐵。對(duì)于有硬磁場(chǎng)干擾的平臺(tái)，F(xiàn)XOS8700CQ擁有嵌入式硬磁自校準(zhǔn)功能，支持低功率硬磁偏移補(bǔ)償。此外， FXOS8700CQ 與Xtrinsic eCompass和校準(zhǔn)軟件兼容，支持全系列功率和性能，帶有浮點(diǎn)和整數(shù)代碼，支持Andr??oid®、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(shè)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(gè)完全支持12軸傳感器的開(kāi)發(fā)參考平臺(tái)，滿足微軟Windows® 8傳感器需求。
飛思卡爾12軸傳感器平臺(tái)包括 Xtrinsic MMA8451Q 3軸加速計(jì)、Xtrinsic MAG3110 3軸磁力計(jì)、Xtrinsic MPL3115A2精密高度計(jì)、壓力和溫度傳感器以及一個(gè)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(dāng)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(tái)注重待機(jī)功耗、整體功耗和成本效益，使用標(biāo)準(zhǔn)HID驅(qū)動(dòng)器通過(guò)USB與PC主機(jī)進(jìn)行通信。
飛思卡爾12軸傳感器參考平臺(tái)充分利用各種傳感器的優(yōu)勢(shì)，將運(yùn)動(dòng)、位置、環(huán)境光和人體接近等數(shù)據(jù)合成為一個(gè)集成的整體，使器件性能更準(zhǔn)確、更可靠和更靈敏。該平臺(tái)將傳感器融合任務(wù)從主機(jī)處理器分流到飛思卡爾傳感器，可以實(shí)現(xiàn)更加個(gè)性化、功耗更低的解決方案。
進(jìn)入Windows平臺(tái)，意味著海量的應(yīng)用和海量的客戶。
融合是必然趨勢(shì)
MEMS傳感器在消費(fèi)電子中的應(yīng)用包括運(yùn)動(dòng)/墜落檢測(cè)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)補(bǔ)償、游戲/人機(jī)界面、電源管理、GPS增強(qiáng)/盲區(qū)消除、速度/距離計(jì)數(shù)、等等，這使其滲透力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)意義上的半導(dǎo)體芯片，幾乎可說(shuō)是“只有想不到，沒(méi)有用不到”![!--empirenews.page--]
消費(fèi)電子設(shè)備中的傳感器數(shù)量不斷增加，成功實(shí)現(xiàn)傳感器融合也變得越來(lái)越重要。大多數(shù)業(yè)者都意識(shí)到了傳感器融合這一發(fā)展趨勢(shì)，但是擁有融合多種傳感器軟硬件技術(shù)能力，特別是需要大量投入的軟件系統(tǒng)，且具備相應(yīng)技術(shù)積累的廠商就屈指可數(shù)了。涵蓋各種不同應(yīng)用的平臺(tái)化、組合式傳感器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)兩年多市場(chǎng)考驗(yàn)的飛思卡爾Xtrinsic解決方案必然有機(jī)會(huì)在未來(lái)消費(fèi)電子市場(chǎng)中大放異彩。