減輕系統功耗 MEMS廠競逐Sensor Hub單晶片

作者: 黃耀瑋
2012 年 12 月 07 日

Sensor Hub單晶片將成微機電系統(MEMS)廠商新的布局重點。意法半導體(ST)、應美盛(InvenSense)等MEMS元件開發商正積極整合MEMS與微控制器(MCU),以打造Sensor Hub單晶片方案。此舉不僅能提高各種感測器的精準度,感測資訊也不須經由高耗電的應用處理器運算,從而擴增行動裝置感測功能,同時壓低系統功耗。
 


意法半導體資深行銷經理郁正德認為,推升Sensor Hub單晶片的軟硬體整合度,將是促進元件降價與提高效能的關鍵。





意法半導體資深技術行銷經理郁正德表示,行動裝置正擴大導入MEMS元件,除加速度計已成為標配外,加裝陀螺儀、壓力計的需求亦逐漸浮現;然而,行動裝置配備多樣、多軸感測功能後,將加重系統主處理器負擔,增加整體功耗,且精準度也備受考驗。為讓行動裝置在低耗電的前提下增強感測能力,MEMS廠遂相繼投入部署Sensor Hub方案。
 



Sensor Hub其實是一種智慧型感測器資訊處理架構,透過在系統中加裝一顆32位元微控制器,執掌感測器資訊運算;並導入感測器融合(Sensor Fusion)軟體技術,負責加速度計、陀螺儀、壓力計和磁力計等MEMS元件的資訊校正與轉換,從而優化多軸MEMS感測機制的精準度,同時也減輕系統主處理器工作負擔。
 



為進一步強化Sensor Hub功能性,MEMS廠商更致力朝高整合方向發展,將微控制器與MEMS元件封裝成一顆單晶片,助力行動裝置業者簡化系統複雜度,並加速開發搭載多軸MEMS感測器的產品。
 



郁正德指出,意法半導體同時擁有微控制器與MEMS技術,因此發展Sensor Hub單晶片的進度超前其他競爭對手,預計在2013年第一季發布整合安謀國際(ARM)Cortex-M0核心及加速度計的Sensor Hub單晶片,強攻智慧型手機、平板與可攜式電子裝置市場。
 



郁正德強調,Cortex-M0是業界公認功耗表現出色,效能也夠水準的微控制器核心,經由意法半導體的Multi-chip封裝技術與加速度計結合,即可獨立運算感測資訊,避免動用耗電量驚人的應用處理器,達成行動裝置多功能、低功耗設計要求。
 



除意法半導體外,應美盛近來也透過與德州儀器(TI)合作,布局Sensor Hub單晶片方案。據悉,應美盛以往側重Sensor Fusion技術,利用軟體機制轉換各種MEMS元件收集到的物理資訊,再配合旗下的數位運動感測處理器(DMP)做初步彙整,但主要運算仍由系統主處理器擔綱。此舉雖能提升多元感測器精確性,但增加系統複雜度,對功耗帶來更多影響;因此,應美盛已逐漸改用Sensor Hub架構。
 



郁正德透露,Google在Android 4.0以後的版本,均已內建類似Sensor Fusion功能的軟體機制,強化各種感測器資訊演算與校正,為其品牌合作夥伴做足準備;也因此,MEMS廠將陸續轉攻Sensor Hub,在硬體層面下更多功夫,藉以贏得行動裝置業者青睞。

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