飛思卡爾傳感器差異化設(shè)計(jì)應(yīng)用與方案 - 全文

1. 傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)

用飛思卡爾的加速度傳感器檢測(cè)洗衣機(jī)震動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)投影儀的水平位置、遙控器換頻道、調(diào)節(jié)音量、手機(jī)游戲手柄；用壓力傳感器檢測(cè)洗衣機(jī)的水位、測(cè)量高度信息和溫度信息；用觸摸傳感器代替按鍵、檢測(cè)人體是否接近，等等這一切，都表明傳感器在手機(jī)、智能本、游戲、導(dǎo)航儀、網(wǎng)絡(luò)電視、家電、醫(yī)療甚至物流等方面的應(yīng)用正以爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)發(fā)展。從只含單一傳感器到集多種傳感器于一體的多傳感解決方案，正在突破傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念。新型的應(yīng)用與商業(yè)模式也都同時(shí)被無(wú)數(shù)小小的傳感器所撬動(dòng)。傳感器給現(xiàn)代終端產(chǎn)品在智能化和用戶體驗(yàn)方面的突破提供了新的可能。研究半導(dǎo)體技術(shù)、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、UI設(shè)計(jì)、商業(yè)研究、媒體與傳播等各個(gè)行業(yè)的人士都應(yīng)該關(guān)注傳感器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

傳感器技術(shù)正經(jīng)歷著從單一到融合，從個(gè)體到系統(tǒng)，再到更高層次智能平臺(tái)解決方案的過(guò)程。以智能終端上的應(yīng)用為例，隨著用戶體驗(yàn)要求的提高，在一個(gè)產(chǎn)品上配備加速度傳感器、地磁傳感器、觸摸傳感器、陀螺儀、高度計(jì)等兩個(gè)或者三個(gè)以上傳感器，已逐漸成為主流趨勢(shì)。由此對(duì)傳感器廠商和系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的挑戰(zhàn)包括：

傳感器的技術(shù)分支多而不同，對(duì)廠商的技術(shù)儲(chǔ)備要求高，能否提供全面的傳感器產(chǎn)品線和系統(tǒng)方案，對(duì)傳感器供應(yīng)商是個(gè)挑戰(zhàn)。

在一個(gè)小尺寸的手持終端產(chǎn)品上要帶三個(gè)或以上的傳感器，這對(duì)傳感器的集成度、封裝技術(shù)和成本控制都提出了更高的要求。

如何在傳感器上集成并內(nèi)置常用及特色的功能，能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化方案集成，這也是一個(gè)優(yōu)秀傳感器產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)。

在主控制器資源有限的條件下，如何能夠?qū)崿F(xiàn)多傳感器的融合、智能感知外界環(huán)境、實(shí)現(xiàn)更高層級(jí)和更具價(jià)值的智能感知體系，則是傳感器應(yīng)用發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

該體系催生出集成本地MCU智能運(yùn)算和存儲(chǔ)能力的多傳感器子系統(tǒng)，或者是傳感系統(tǒng)協(xié)處理器。MCU集成能力及系統(tǒng)解決方案也是傳感器廠商面臨的挑戰(zhàn)。

高級(jí)的性能，高靈敏度，低噪聲，低功耗，有競(jìng)爭(zhēng)力的成本和ASP，優(yōu)秀的客戶應(yīng)用支持也是在市場(chǎng)上成功的關(guān)鍵。

綜上所述，傳感器廠商的最終競(jìng)爭(zhēng)力將在于包括傳感器技術(shù)實(shí)力、MCU和系統(tǒng)解決方案技術(shù)的綜合實(shí)力比拼。飛思卡爾的優(yōu)勢(shì)恰恰在于它在傳感器、MCU、操作系統(tǒng)和整體系統(tǒng)等多方面的積累。

2. 傳感器在智能遙控器的差異化應(yīng)用與解決方案

產(chǎn)品差異化和用戶體驗(yàn)的提升是消費(fèi)類產(chǎn)品非常重要的成功因素。以目前市場(chǎng)上非常流行的手機(jī)、游戲控制器、智能本、電子書(shū)、智能遙控器等為例，加速度傳感器、觸摸傳感器、地磁傳感器等都得到了非常普遍的應(yīng)用。而且應(yīng)用的層次也逐漸從簡(jiǎn)單的切換屏幕到用戶體驗(yàn)更高層次的融入，并引領(lǐng)相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新。

下面將以帶鼠標(biāo)跟蹤觸摸板功能的遙控器解決方案為例，介紹傳感器產(chǎn)品給傳統(tǒng)遙控器所帶來(lái)的革命。

隨著互聯(lián)網(wǎng)電視興起，電視逐漸從一個(gè)簡(jiǎn)單的單向播放設(shè)備變成了一個(gè)人機(jī)交互性非常強(qiáng)的信息終端。除了簡(jiǎn)單的切換頻道、調(diào)節(jié)音量之外，用戶可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)電視進(jìn)行包括節(jié)目點(diǎn)播、人機(jī)對(duì)打游戲、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物等更多的人機(jī)操作。傳統(tǒng)的遙控器已經(jīng)很難滿足這種需求了，而傳感器在此可以發(fā)揮充分的作用。

在帶鼠標(biāo)跟蹤觸摸板功能的遙控器解決方案中，加速度傳感器和帶接近檢測(cè)功能的觸摸傳感器可以給用戶體驗(yàn)帶來(lái)重要的升級(jí)。

以飛思卡爾MPR121為例，首先介紹帶接近檢測(cè)功能的觸摸傳感器的應(yīng)用。利用MPR121配合軟件算法實(shí)現(xiàn)一款低成本，性能優(yōu)良的遙控器鼠標(biāo)跟蹤觸摸板。它具有類似于筆記本電腦鼠標(biāo)觸摸板功能，手指在觸摸板上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光標(biāo)的高精度定位。同時(shí)，它還具有低功耗，低成本，經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。

MPR121是飛思卡爾的第二代低功耗智能觸摸傳感器。它提供了12個(gè)通道和內(nèi)置獨(dú)立的智能控制處理引擎，具有很強(qiáng)的擴(kuò)充能力實(shí)現(xiàn)，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)從低成本簡(jiǎn)單按鍵到復(fù)雜的觸摸應(yīng)用。其關(guān)鍵特性包括：

1） 低功耗

MPR121 提供了業(yè)界極低的29 μA運(yùn)行電流和3uA待機(jī)電流，非常適合于電池供電的手持設(shè)備應(yīng)用

2） 智能配置

MPR121具備自動(dòng)配置和完善的濾波處理，集成了所有基本的電容觸摸檢測(cè)處理，工程師可以用它快速完成復(fù)雜的觸摸設(shè)計(jì)

3） 帶有接近功能

對(duì)于節(jié)電要求高的終端產(chǎn)品，如手機(jī)、電子書(shū)、遙控器等，飛思卡爾的MPR031和MPR121產(chǎn)品可以通過(guò)檢測(cè)人體是否接近來(lái)判斷用戶是否正在使用或正要使用終端產(chǎn)品，從而幫助系統(tǒng)決定是否打開(kāi)或關(guān)閉電源或某些設(shè)備。從而達(dá)到節(jié)能的目的。

4） 靈活可靠

MPR121同時(shí)擁有低成本和靈活可靠的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的應(yīng)用。

以上特點(diǎn)對(duì)于成本敏感、功耗要求高、產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期短的系統(tǒng)都非常適合。

在遙感器中，MPR121的典型應(yīng)用包括觸摸按鍵、觸摸滑動(dòng)條、觸摸轉(zhuǎn)輪、觸摸板、接近檢測(cè)、握持檢測(cè)等。

MPR031與MPR121可應(yīng)用的產(chǎn)品領(lǐng)域還包括移動(dòng)電話、媒體播放器、計(jì)算機(jī)外設(shè)、GPS導(dǎo)航儀、智能本，上網(wǎng)本、電子書(shū)、AV系統(tǒng)、機(jī)頂盒、打印機(jī)、家電、智能家居、智能玩具、醫(yī)療設(shè)備等。

而配合以飛思卡爾的加速度傳感器，如MMA845x系列，還可以在該遙控器上實(shí)現(xiàn)傾斜控制、敲擊選擇/按鍵取代、手勢(shì)檢測(cè)等功能。

3. 飛思卡爾傳感器的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

飛思卡爾傳感器具有超過(guò)30年的技術(shù)積累，其產(chǎn)品在包括汽車、工業(yè)、消費(fèi)類等方面具有非常廣泛的應(yīng)用。飛思卡爾產(chǎn)品最顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)包括：

飛思卡爾具有扎實(shí)的技術(shù)積累，在多種傳感器技術(shù)，如加速度傳感器、壓力傳感器、觸摸傳感器、以及地磁、陀螺儀等方面都有厚實(shí)的積累；可以為客戶提供完整的傳感器解決方案

飛思卡爾傳感器在性能、高靈敏度、低噪聲、低功耗、成本和ASP等方面都處在業(yè)界的領(lǐng)先水平

基于包括傳感器技術(shù)、微處理器技術(shù)和系統(tǒng)在內(nèi)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，飛思卡爾致力于更高層次的智能傳感器平臺(tái)技術(shù)和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，必將為客戶的差異化設(shè)計(jì)提供更廣闊的平臺(tái)

飛思卡爾傳感器還和飛思卡爾的包括i.MX處理器、RF4CE、微處理器等產(chǎn)品一起組成包括智能手機(jī)、遙控器、醫(yī)療、智能本、電子書(shū)、家用電器等的完整解決方案。幫助客戶減少產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。

集成32位MCU的智能傳感器平臺(tái)MMA9550L系列產(chǎn)品正是未來(lái)傳感器發(fā)展趨勢(shì)的體現(xiàn)，也是飛思卡爾在該方面的綜合實(shí)力的象征。

飛思卡爾擁有目前面向消費(fèi)工業(yè)類市場(chǎng)的代表最高性能和性價(jià)比的產(chǎn)品，如MMA845x，MMA955x系列，超低功耗MPR121電容式觸摸傳感器，數(shù)字大氣壓力傳感器（高度計(jì)、溫度計(jì)）等產(chǎn)品。還在上海設(shè)立亞太傳感器應(yīng)用支持中心和觸摸傳感器全球支持中心，可以滿足亞洲范圍最快速和全面的支持。這對(duì)客戶進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)都是至關(guān)重要的資源，也是飛思卡爾的優(yōu)勢(shì)。

4. 傳感器的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及飛思卡爾的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)路線圖

飛思卡爾將繼續(xù)致力于定義一個(gè)傳感體驗(yàn)的新時(shí)代。它將基于Xtrinsic技術(shù)的傳感器系列進(jìn)行巧妙而智能的邏輯組合并配合定制軟件幫助客戶開(kāi)發(fā)更智能而差異化的應(yīng)用。下圖正是對(duì)飛思卡爾傳感器智能平臺(tái)和發(fā)展路線的詮釋。

基于以上的理念，傳感器將提取盡可能多的環(huán)境信息幫助智能決策，而不僅僅是轉(zhuǎn)換一個(gè)信號(hào)。飛思卡爾Xtrinsic系列傳感器的關(guān)鍵信息包括：情景感知，提取盡可能多的環(huán)境信息幫助智能決策，而不僅僅是轉(zhuǎn)換一個(gè)信號(hào)；智能集成，提高多傳感器輸入、邏輯模塊之間的融合并提供更具價(jià)值的傳感系統(tǒng)方案；可定制的軟件，可定制的軟件幫助客戶設(shè)計(jì)真正需要的功能。