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攀爬MEMS尖峰,多传感器和MCU功能融合是发展未来

我爱方案网| MEMS传感器,传感系统,金字塔理论 | 2011-05-16
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     *MEMS传感器市场发展


国际电子商情讯 根据市调机构IHS iSuppli最新调查显示,2012年到2014年MEMS器件都将维持两位数的增长。面对迅速增加的使用数量和日益复杂的功能设定,系统集成商如何“融合”来自不同传感器的信号,同时进一步降低产品功耗?

 日前在美国2011 Globalpress电子峰会(Globalpress Summit 2011)上,在传感器领域拥有超过30年投入历史的飞思卡尔半导体公司全球区域行销总监Glen Burchers与《国际电子商情》记者分享了关于MEMS传感器市场发展的“金字塔理论”,并大胆预测称,将多种MEMS传感器和MCU功能融合在一个平台上的“传感器系统”将是传感器发展的未来。

《国际电子商情》
Burchers在Globalpress Summit 2011上指出“传感系统”是发展未来。

MEMS未来几年继续扩大增长

人们对多功能个人电子设备和各种直观应用的需求正在日益增长,包括智能手机、医疗设备、GPS等等,这种需求又进一步推动了对传感器的需求。IHS iSuppli指出,2011年智能手机、平板电脑等应用将大量采用陀螺仪及加速度计。

 该报告还强调,中国及印度对MEMS需求最为强劲。以中国为例,汽车电子市场已将MEMS安全传感器列为标准,MEMS微投影则用于教育市场。而三网合一也将带动光纤型MEMS芯片需求,智能电网也把MEMS流量传感器及加速度计纳入标准中。生物医学及生物科技等都利用MEMS的特性以提升医疗效果,多方面的应用将大幅推升MEMS的需求,也让MEMS终端应用更为广泛,进入消费者日常生活。
 
“金字塔理论”解读MEMS发展

 Glen Burchers对《国际电子商情》记者表示,如果把整个传感器市场比作一座金字塔的话,其发展可以大致划分为以下几个阶段:第一层(也就是金字塔的底部)是初期发展阶段。在这一阶段,传感器还只是零敲碎打地独立应用在一些电子设备中,仅仅能够提供一些简单的信号。软件方面的开发工作都留给了软件与应用开发商和系统集成商。

 然而,随着时间的推移,越来越多的系统集成商开始要求传感器供应商在提供硬件器件的同时,也提供相关的软件。“在过去的31年飞思卡尔已经售出超过10亿只传感器,是极少数可以提供移动和便携式应用的低功耗和高性能传感器全部组合的公司之一。 今天,我们已经可以提供适用于全线传感器产品的通用型软件。”Burchers指出。

 接下来,由于更多复杂功能的实现需要同时使用多个传感器,例如,要做到手势识别,必须结合加速度计与陀螺仪,而指南针功能则结合了磁力计与加速度计。这一趋势催生了集成多个传感器件的单芯片产品的出现,用以帮助系统集成商简化设计和降低成本。如果在此基础上为集成传感器添加相应软件,就构成了一个“传感平台”。

 Burchers说:“最后,当我们把‘传感平台’和一个应用处理器相结合时,就拥有了一个‘传感系统’——它拥有最高水平的功能和性能,而这将是传感器发展的未来。”

 

《国际电子商情》
飞思卡尔解读传感器市场发展 “金字塔理论

新一代智能传感系统省电高达90%

 MMA9550L是飞思卡尔Xtrinsic运动传感平台的代表产品,据介绍,MMA9550L集成了一个+2g/+4g/+8g三轴加速器,和一个14位ADC、32位ColdFire V1微控器处理内核。片上存储则可实现更先进的运动检测。除此之外,MMA9550L的传感集线器还将12个输入无缝整合在一起,使用可配置为I2C或SPI的从端口(最高以2MBPS速率运行),可以帮助系统应用处理器分担校准、补偿和传感器功能。

 软件技术是智能传感器的重要特征之一,可使其具备更高的数据采集精度和更丰富的功能。Burchers在Globalpress Summit 2011现场演示了采用MMA9550L智能传感器的感应球“The G-Ball”,在运动过程中,球体可以根据不同运动轨迹实现灵活智能的色彩变化。

 他解释说,MMA9550L具有可由用户定义的功能和多个传感器输入,通过编程MMA9550L可执行自由落体、3D方位、单击/双击、倾斜、冲击、震动等多个运动状态的检测,因此可为移动消费应用提供更多的灵活性。 

《国际电子商情》
通过编程MMA9550L可执行自由落体等多个运动状态的检测,使球体根据不同运动轨迹实现灵活智能的色彩变化。

 MMA9550L智能传感器的目标应用主要有:eBook电子阅读器、智能本(Smartbook)、智能手机、PND,以及医疗器械等。而Xtrinsic触摸传感软件套件2.0将电容触摸传感功能从8位控制器扩展到32位控制器。

 那么,MMA9550L是如何实现高达90%的省电效果呢?Burchers对《国际电子商情》记者解释说,在传统移动通信系统设计中,主应用处理器必须保持运行状态,以便接收来自传感器的信号。然而,MMA9550L具备出色的低功耗模式和电源管理能力,在使用MMA9550L平台的情况下,一旦检测到任何用户或设备的活动/无活动,主应用处理器可以进入睡眠模式,而由ColdFire处理器监控智能传感器以及其他传感器。因此使用智能传感器可以大幅省电。

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