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ST:多传感器融合成为趋势 iNEMO实现“一站式”方案(多图)

刘洋?? EDN China技术编辑?? 2010年12月06日 ?? 收藏0

MEMS(微机电系统)整合了电子技术与机械结构的综合优势,利用硅材料的机械特性和半导体制程实现较低的成本和较高的产量。MEMS领域的代表厂商意法半导体(STMicroelectronics)通过陀螺仪、MEMS麦克风、磁传感器等产品为多个细分市场提供高性能技术方案;最新的iNEMO系列多传感器惯性测量单元(IMU)进一步扩展了产品线及潜在市场,使其成为“一站式“MEMS器件提供商。

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iNEMO一站式智能传感方案

将不同的传感器集成,并赋予数据处理功能已成为目前的主要技术趋势之一。意法半导体近日推出的iNEMO方案整合了传感器、数据处理能力,和数据传输功能。首款iNEMO模块STEVAL-MKI062V1集成了6个不同的传感器和一个32位微控器(MCU);最新产品(v2)又添加了复杂的传感器融合算法 - “姿态方向参考系统(AHRS)”,用于提供动静态方向和惯性测量功能;该算法由STM32微控器负责。

iNEMO 方案

图1,iNEMO方案

意法半导体产品部门副总裁,兼MEMS、传感器和高性能模拟器件产品部总经理Benedetto Vigna先生透露,目前意法半导体的陀

螺仪、磁力传感器、加速计等产品会在未来一两年内在尺寸和智能性上有更大突破,如推出超低功耗方案和增加先进的数字处理能力;再下一步的重点是这些传感器的集成解决方案。

意法半导体产品部门副总裁,兼MEMS、传感器和高性能模拟器件产品部总经理 Benedetto Vigna

图2,意法半导体产品部门副总裁,兼MEMS、传感器和高性能模拟器件产品部总经理Benedetto Vigna

意法半导体模拟、功率及微机电系统事业部市场经理吴卫东认为,多传感器集成是MEMS传感器产品的发展方向,但由于不同的MEMS器件制程工艺不同,可能更多地采用封装的方式。此外,集成微控器可使传感方案获得一部分数据处理的能力,由此缓解主处理器的负担;随着市场对感知能力的要求越来越复杂,这种能力将可能变得非常重要。

意法半导体公司模拟、功率及微机电系统事业部市场经理 吴卫东

图3,意法半导体公司模拟、功率及微机电系统事业部市场经理吴卫东

“凭借在传感器与应用领域的专业知识及可扩展的制造能力,尤其在封装与测试方面,意法半导体的iNEMO可以在单一封装内提供整合各种不同元器件的完整系统解决方案”,Benedetto Vigna还表示,将多个传感器整合到单一封装内,除了因为元件数量的减少而实现更小的体积及成本的降低外,客户还可获得更短的设计周期、更高的可靠性和感测自由度。iNEMO把各种运动、磁性、压力和温度传感器与32位控制器整合在单封装内,是意法半导体提供“一站式”MEMS器件方案的标志性产品,证明我们在为市场提供所需的传感器和信号处理功能方面处于业界领先水平。

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iNEMO平台在物联网与其它市场的应用

物联网 / M2M有望成为传感器整合方案的目标市场之一。Benedetto Vigna说,我们确信物联网会给MEMS传感器市场带来很多商机,智能传感器则是实现物联网概念的关键技术。

他表示,传感器是连接冰冷的电子虚拟世界与充满活力和热情的人类世界的桥梁。智能传感器iNEMO整合了传感器、信号处理和低功耗射频数据传输三大功能,超越了MEMS的技术范围。

“当然,除集成方案外,我们还有标准的半导体传感器,如温度传感器芯片等,为客户的选择带来灵活的组合。”

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每台手机都会有一个加速度计

消费电子市场是近期推动MEMS增长的主要力量。Benedetto Vigna认为,在3年或5年后,我们会发现围绕在我们身边的传感器越来越多。从目前看,手机、游戏机、PC机、平板电脑、数码相机和遥控器是MEMS市场增长的主要动力。未来3年,运动传感器将是增长速度最快的MEMS产品。意法半导体是第一家通过三轴数字陀螺仪进入手机市场的公司;我们预计用于各种领域的MEMS传感器将于2010年底前突破累计10亿颗出货量。我相信,在2012年后,每台手机都会有一个加速度计。

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制程与封装技术的优势

ThELMA(微陀螺仪和加速计芯片厚外延层)是意法半导体的加速计和陀螺仪技术平台,三个轴向的角速度检测仅使用一个被称为Driving Mass的创新型微机电结构来完成。

Benedetto Vigna说,2005年,意法半导体是世界第一个量产3轴加速度计的半导体厂商,2010年,我们是世界第一个量产3轴陀螺仪的半导体厂商。作为MEMS技术标准化工作的市场领导者,意法半导体开发出了0.8?m的ThELMA特殊微加工制程。ThELMA制程可整合薄厚不一的多晶硅层,用于实现MEMS器件的结构和互相连接性。意法半导体采用同样的微加工技术来制造加速度计和陀螺仪,能在一颗芯片内整合线性机械单元和角加速度机械单元,为客户带来极高的成本效益和更小的产品尺寸。结合ThELMA制程,意法半导体的VENSENS制程(VEN


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MEMS? 加速计? VENSENS?

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