【应用方案】ST最新一代IMU LSM6DSV16X配嵌入传感器融合功能...

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【应用方案】ST最新一代IMU LSM6DSV16X配嵌入传感器融合功能和Qvar静电传感器的方案

意法半导体推出一系列具有更高性能功耗比的传感器，首先是LSM6DSV16X，这是我们惯性MEMS系列的最新成员，采用机器学习内核。继LSM6DSOX和LSM6DSRX之后，LSM6DSV16X比前者更准确，比后者消耗的能量更少。还嵌入了传感器融合块 SFLP，此外，这是此类设备首次提供Qvar传感来测量准静电势。

LSM6DSV16X采用了高性能的传感器和精确的测量算法，具有极高的精度和稳定性。该模块能够实时测量物体的加速度、角速度和倾斜角度，并提供传感器融合的数据输出。它还具备低功耗、高温度抗性和强大的抗干扰能力，适用于各种应用场景。此外，LSM6DSV16X还支持多种通信接口和各种配置选项，可以灵活地集成到不同的系统中。它广泛应用于物联网、智能手机、移动设备、智能穿戴设备、虚拟现实、增强现实和运动控制等领域，为用户提供精确的运动跟踪和姿态估计功能。

LSM6DSV16X传感器融合功能

专用传感器融合块 SFLP（传感器融合低功耗）旨在基于加速度计和陀螺仪数据处理来生成以下数据：

• 游戏旋转向量，提供表示设备姿态的四元数
• 重力向量，提供表示重力方向的三维向量
• 陀螺仪偏差，提供表示陀螺仪偏差的三维向量
  
  

通过将 EMB_FUNC_EN_A 嵌入功能寄存器的 SFLP_GAME_EN 位置为 1 来使能 SFLP 块。可以通过将 EMB_FUNC_INIT_A 嵌入功能寄存器的 SFLP_GAME_INIT 位置为 1 来重新初始化 SFLP 块。SFLP 块以可配置的输出数据率（必须等于或小于加速度计和陀螺仪的选定输出数据率）工作，该数据率可通过SFLP_ODR 嵌入功能寄存器的 SFLP_GAME_ODR_[2:0] 位域配置为以下值：

• 000：15 Hz
• 001：30 Hz
• 010：60 Hz
• 011：120 Hz（默认值）
• 100：240 Hz
• 101：480 Hz
• SFLP 生成的数据从 FIFO 读取。
  
  

LSM6DSV16X传感器融合功能演示如下：

模拟集线器和 Qvar 功能

Qvar 是意法半导体推出的一款静电传感器，适用于人体存在检测和运动检测、触摸检测和用户界面 (UI) 应用。

LSM6DSV16X 嵌入了模拟集线器 (AH) 链，能够连接外部模拟输入并将其转换为数字信号进行处理。该模拟链可用于连接外部电极和电子信号调节电路，从而实现 Qvar（电荷变化检测）功能。外部电极必须连接到引脚 2 (SDx/AH1/Qvar1) 和/或引脚 3 (SCx/AH2/Qvar2)，因此使用 Qvar 时，I²C 主接口（模式 2）和辅助 SPI（模式 3）不可用。

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1、采用系统级封装，包含一个3D数字加速度计和一个3D数字陀螺仪（采用三核芯架构，通过专用的配置、处理和滤波功能在3个独立通道上处理加速度数据、角速度数据）。

2、在高性能模式下以0.65 mA的电流提供强劲性能，并且具有始终开启功能的同时提供低功耗特性，可为消费者提供优越的运动体验。

3、为OIS、EIS和运动处理而内嵌先进的专用功能（如有限状态机和MLC（具有面向物联网应用的可导出AI功能））和数据过滤特性。

4、内嵌的Qvar（电荷变化检测）支持用户界面功能：单击、双击、三击、长按、左/右 - 右/左滑动。

5、内嵌模拟集线器，能够连接外部模拟输入并将其转换为数字信号进行处理。

►方案规格

1.三核芯架构支持UI、EIS，以及OIS数据处理

2.功耗：在组合高性能模式下为0.65 mA

3.加速度计和陀螺仪的低功耗带来“始终开启”体验

4.高达4.5 KB的智能FIFO

5.与安卓兼容

6.±2/±4/±8/±16 g满量程

7.±125/±250/±500/±1000/±2000/±4000 dps 满量程

8.模拟供电电压：1.71 V到3.6 V

9.独立IO供电（扩展的范围：1.08 V - 3.6 V）

10.紧凑外形：2.5 mm x 3 mm x 0.83 mm

11.SPI / I²C和MIPI I3C® v1.1串行接口，支持主处理器数据同步功能

12.辅助SPI用于陀螺仪和加速度计的OIS数据输出

13.可以从辅助SPI、主接口（SPI / I²C & MIPI I3C®）配置OIS

14.主接口上的EIS专用通道，具有专用滤波功能

15.高级计步器，步伐侦测和步数计算

16.大幅运动检测，倾斜度检测

17.标准中断：自由落体、唤醒、6D/4D方向检测、单击和双击

18.可编程有限状态机用于加速度计、陀螺仪，以及外部传感器数据处理（960 Hz高速率）

19.机器学习内核（具有可输出功能和滤波器），用于人工智能应用

20.嵌入式Qvar（静电传感器）支持用户界面功能（单击、双击、三击、长按、左/右 - 右/左滑动）

21.嵌入式模拟集线器，用于ADC和处理模拟输入数据

22.内嵌低功耗传感器融合算法

23.嵌入式温度传感器

24.符合ECOPACK和RoHS标准