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目前在智能手機(jī)與平板電腦中常見的MEMS 傳感器包括加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀與氣壓計(jì)(晴雨表)。而隨著越來越多的MEMS 傳感器出現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備中，如今MEMS設(shè)計(jì)重點(diǎn)已經(jīng)從分離式MEMS元件開始轉(zhuǎn)向MEMS傳感器資料整合。
在《EETimes》日前發(fā)表的MEMS產(chǎn)業(yè)資料庫(kù)與報(bào)告中，將多個(gè)MEMS傳感器元件整合的趨勢(shì)稱為“傳感器融合革命的崛起”。該報(bào)告中并指出，當(dāng)今的MEMS元件供應(yīng)商和系統(tǒng)設(shè)計(jì)師正面臨一個(gè)懸而未決的問題：誰將決定主導(dǎo)的傳感器架構(gòu)？包括將在何處進(jìn)行處理，以及主板級(jí)傳感器融合架構(gòu)？
SPI：另辟蹊徑 提出完全以軟件為主的傳感器融合方案
加州新創(chuàng)公司Sensor Platforms Inc. (SPI)執(zhí)行副總裁Ian Chen表示，來自于多個(gè)傳感器的原始數(shù)據(jù)如何“融合”與“詮釋”的方式，將會(huì)對(duì)于系統(tǒng)的功耗與應(yīng)用性能帶來顯著的差異。
SPI日前推出了一套軟件演算法工具庫(kù)以及中介韌體，該公司宣稱，通過使用移動(dòng)設(shè)備中的多個(gè)傳感器資料，“能夠詮釋用戶所處的情境架構(gòu)與意圖。”
雖然許多公司采用在單一晶片上整合所有傳感器，并為智能化元件封裝各種功能(這其實(shí)也并非易事)的方式，SPI公司卻選擇采取了另一種途徑：提供一種獨(dú)立于硬件之外，完全以軟件為主的傳感器融合方案。
該公司表示，這種基于程式碼的單一軟件方案可在跨平臺(tái)使用。它能夠完全執(zhí)行于應(yīng)用處理器、傳感器或整個(gè)系統(tǒng)上。它為SPI這款軟件定義的傳感器融合方案帶來一個(gè)最顯著的優(yōu)勢(shì)就是靈活性(flexibility)，Ian Chen說：“我們的軟件方案可讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)者為每個(gè)傳感器選用不同的供應(yīng)來源。這種供應(yīng)來源的靈活性是至關(guān)重要的，因?yàn)楦鞣N傳感器分別具有不同的價(jià)格與性能點(diǎn)。”
整合多個(gè)傳感器 功耗和可靠性是重點(diǎn)問題
為移動(dòng)設(shè)備整合進(jìn)更多的傳感器是一回事，但如何盡可能地減少隨之而來的功耗卻又是另一個(gè)問題。
SPI公司強(qiáng)調(diào)，SPI的軟件方案還有另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于能為管理并保留傳感器的電源。Lan Chen指出，“當(dāng)傳感器在使用中，可能為系統(tǒng)提加多達(dá)10mW的功耗。”SPI公司的FreeMotion 軟件庫(kù)包含了一套專用演算法，能夠“關(guān)斷耗電的傳感器，如陀螺儀，并在緩慢的用戶動(dòng)作時(shí)，以低功耗傳感器的方式模擬其功能。”而這將能為“傳感器降低約90%的功耗，”他補(bǔ)充道。
接著是有關(guān)可靠性的問題。雖然未經(jīng)廣泛的宣傳，但有些智能手機(jī)的羅盤校正功能可能相差到90度，Chen指出：“所有的傳感器都需要經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)，以維持其資料品質(zhì)，”SPI的FreeMotion 軟件庫(kù)是建立在支持更可靠的取樣，以及持續(xù)不斷進(jìn)行交叉?zhèn)鞲衅餍?zhǔn)的基礎(chǔ)上，從而能為應(yīng)用程式開發(fā)人員與終端用戶確保了更可靠的傳感器資訊。
總之，只是一味地將更多的MEMS 傳感器加進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并不足以改善系統(tǒng)的功耗、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的彈性度、傳感器資料或可靠性，以及應(yīng)用的性能。
Semico Research公司技術(shù)長(zhǎng)Tony Massimini說：“現(xiàn)在有了所有的這些資料后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員如何充分地加以利用呢？我們目前還可能只是處于起跑點(diǎn)而已。”此外，他坦言，“事實(shí)上，這個(gè)產(chǎn)業(yè)還處于早期發(fā)展階段。許多甚至對(duì)于MEMS不熟悉的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員們需要這一類的軟件開發(fā)工具(SDK)。”
對(duì)于SDK的需要并不僅限于系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，還擴(kuò)展到包括應(yīng)用開發(fā)人員，他們正試著收集從行動(dòng)設(shè)備中的傳感器取??得更多動(dòng)作數(shù)據(jù)，并加以利用于目前新開發(fā)的應(yīng)用程式上。
Chen說，SPI正推出FreeMotion 軟件庫(kù)API，所以由其傳感器校準(zhǔn)和傳感器融合所產(chǎn)生的資料為應(yīng)用程式開發(fā)人員提供了具有更高準(zhǔn)確性的有力資料。此外，Chen表示，“應(yīng)用程式需要與用戶有關(guān)的各種資訊及其情境架構(gòu)，而不只是用戶的位置或其動(dòng)作與方向的變化而已。” FreeMotion 軟件開發(fā)工具為“擴(kuò)展應(yīng)用程式能從傳感器資料取得資訊的類型提供了重要的基礎(chǔ)，”SPI公司表示。
MEMS市場(chǎng)新局面 競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析
SPI公司的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手就是目前正自行開發(fā)傳感器融合軟件的MEMS傳感器元件供應(yīng)商。
今年稍早，飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale Semiconductor)為其電子羅盤推出Xtrinsic傳感器融合軟件。電子羅盤應(yīng)用結(jié)合了磁力計(jì)提供的航向以及慣性傳感器的校正資料，為偏離磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。飛思卡爾為其MEMS傳感器用戶提供免費(fèi)下載的傳感器融合演算法。
同時(shí)，意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics；ST)去年秋天推出名為iNEMO引擎?zhèn)鞲衅魅诤咸准膫鞲衅魅诤涎菟惴ā８鶕?jù)ST表示，其iNEMO引擎能結(jié)合其iNEMO慣性模組，共同打造完整且可客制化的硬件/軟件多軸MEMS傳感器解決方案，以強(qiáng)化動(dòng)作并準(zhǔn)確辨識(shí)方位。
這些MEMS 傳感器供應(yīng)商使用專有的軟件庫(kù)，目的在定客戶使用其產(chǎn)品系列；相形之下，Chen表示，SPI公司獨(dú)立于硬件之外的傳感器融合軟件在這方面提供了更大的靈活性。
Semico公司的Massimini認(rèn)為，傳感器融合“仍處于早期發(fā)展階段”，預(yù)期“未來在吸引更多的市場(chǎng)關(guān)注后，將會(huì)帶來更多的創(chuàng)新。”盡管目前的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)仍尚未加以定義， Massimini指出Movea公司可能成為SPI的潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
“當(dāng)SPI才剛成立進(jìn)入這一市場(chǎng)之際，Movea公司已經(jīng)為客戶提供解決方案多年了，”他說。Movea為移動(dòng)設(shè)備、平板電腦、互動(dòng)電視，以及運(yùn)動(dòng)與電子保健(eHealth)等市場(chǎng)提供了動(dòng)作反應(yīng)相關(guān)的軟件、韌體與半導(dǎo)體IP。
Massimini并指出，“Movea目前已經(jīng)開發(fā)出一款可讓開發(fā)人員用Movea IP模組建置演算法的系統(tǒng)。Movea現(xiàn)正與一家CAD供應(yīng)商共同合作，期望開發(fā)出一款可用于設(shè)計(jì)ASIC的工具。 ”
本文來自：我愛研發(fā)網(wǎng)(52RD.com) - R&D大本營(yíng)
詳細(xì)出處：http://www.52rd.com/S_TXT/2012_3/TXT34547.htm
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