導：數字型6軸（imu），感測器廠家 ST/博世/Invensense

1概述

    單純的1、2或3軸可以測出某一個或多個方向的加速度或者角速度，但是由於感測器本身測量存在一定不可避免的誤差，所以往往對於6軸的角速度計加陀螺儀,根據其誤差的不同特性，進行原始資料互補融合；而達到資料的精確角度定位，由此很多的公司提出六軸的感測器解決方案；

    感測器與感測器中樞（sensor hub）在可穿戴裝置乃至物聯網應用中扮演的角色越來越重要，MEMS感測器的精確度決定了所收集資訊的品質，而感測器中樞則是提取資訊以開拓不同應用的關鍵。

    Bosch Sensortec的Finkbeiner表示，目前感測器中樞領域現在分成三個陣營：

在較高階方案的部分，例如ST正採用其微控制器提供更精密的解決方案，而在屬於入門方案的部分，有Invensense在感測器中樞採用狀態機（state machine）。至於Bosch Sensortec 則是將自己界定在上述兩者之間。

　 不管這人說的是否精確，不過或多或少有電道理，下面是整理ST、Bosch、 Invensense的最新6軸MEMS感測器解決方案

2意法半導體LSM6DSL和LSM6DSM

ST推出了高度微型化的新一代6軸MEMS慣性感測器模組（注：在一個模組內整合一個3軸加速度計和一個3軸陀螺儀）。LSM6DSL和LSM6DSM

　　此外，新一代感測器還提高了陀螺儀的檢測精度，從而支援使用者體驗更好的應用，例如拍照防抖系統（OIS）、視覺定位偵測和手勢識別功能，同時新產品還整合加速度計驅動的步伐偵測、步數計算和計步器，以及傾斜度和大幅運動檢測，簡化手機和應用開發人員的工作。

在兩款新產品中，LSM6DSM增加一個拍照防抖系統專用處理電路和序列介面，將陀螺儀噪聲降低40%，配合可配置濾波器，使拍照防抖效能高於現有產品（LSM6DS3H）。與使用獨立OIS感測器的解決方案相比，LSM6DSM不僅節省元器件數量和電路板空間，而且功耗不足競爭產品的六分之一。

　　新產品將於2016年第二季度上市，採用14引腳LGA封裝，引腳和封裝大小均相容LSM6DS3/H。

主要技術特性：
3軸MEMS加速度計：滿量程±2/±4/±8/±16 g 　　
3軸MEMS陀螺儀：滿量程±125/±245/±500/±1000/±2000 dps 　　
工作電流：0.4 mA （模組正常工作模式）; 0.65mA（模組高效能模式） 　　
2.5mm x3.0mm x 0.83mm LGA-14封裝 　　
模擬電源電壓範圍：1.71V至3.6V; 　　
具有批資料採集功能的智慧FIFO記憶體，最高儲存容量4KB 　　

磁感測器可校正硬/軟鐵

    最值得注意的是，LSM6DSL的超低功耗，在低功耗產品中很有吸引力  

        專長領域小結：手機，相機和姿態監測，計步儀等

3博世 BHV250和BHV160

　BHV250和BHV160是Bosch Sensortec推出的第一代具有優化生命體徵感測功能的高智慧感測器解決方案。該解決方案融合光電容積脈搏波（PPG）訊號與MEMS慣性感測器訊號，利用實時運動資訊補償心率測量，並通過Firstbeat專業的生命體徵分析演算法為使用者提供更有價值的專業級健康和運動狀況資訊。

BHV250與BHV160整合了3個六軸MEMS慣性感測器以及一個加速度計；BHV160還內含一個陀螺儀。那些感測器是圍繞著Bosch Sensortec自家設計的DSPFuser Core所設計，執行Firstbeat的生命體徵分析軟體

全新的BHV250和BHV160感測器針對可穿戴裝置市場，如智慧手錶、智慧耳機、智慧服裝等。作為完整的感測器解決方案，其特點在於小尺寸、超低功耗，搭載整合軟體與針對不同PPG晶片的廣泛支援。Firstbeat整合軟體可處理原始感測器資料，由此實現運動補償生命體徵監控、行為識別，與以手勢為基礎的使用者介面。兩款裝置均搭載加速計，且BHV160還具有陀螺儀

Applications

　　  Heartrate Sensing and Vital Analytics 　　

Activityrecognition， including pedestriandead-reckoning and step-counting 　　

FullAndroid compliant sensor fusion，including gesture detection for motion based user interfaces
        專長領域小結： 心率感測器，健康分析等等；我沒有用到

4 Invensense MPU-6550/ ICM-20608

    Invensense（應美盛）MPU-6050 整合3軸MEMS 陀螺儀，3 軸MEMS加速度計，以及一個可擴充套件的數字運動處理器DMP（DigitalMotion Processor），可用I2C介面連線一個第三方的數字感測器，比如磁力計。擴充套件之後就可以通過其I2C 或SPI 介面輸出一個9 軸的訊號（SPI 介面僅在MPU-6000可用）。MPU6050 也可以通過其I2C 介面連線非慣性的數字感測器，比如壓力感測器。

    如下電路圖是本人曾經設計的一個方案，截圖說明如下

        一個片上1024 位元組的FIFO，有助於降低系統功耗。和所有裝置暫存器之間的通訊採用400kHz 的I2C 介面或1MHz 的SPI 介面（SPI 僅MPU-6000 可用）。對於需要高速傳輸的應用，對暫存器的讀取和中斷可用20MHz 的SPI。 另外，片上還內嵌了一個溫度感測器和在工作環境下僅有±1%變動的振盪器。晶片尺寸4×4×0.9mm，採用QFN 封裝（無引線方形封裝），可承受最大10000g 的衝擊，並有可程式設計的低通濾波器。

　　關於電源，MPU-6050 可支援VDD 範圍2.5V±5%，3.0V±5%，或3.3V±5%。另外MPU6050 還有一個VLOGIC引腳，用來為I2C 輸出提供邏輯電平。VLOGIC 電壓可取1.8±5%或者VDD。

ICM-20608是一款6軸運動跟蹤器件，也是MPU-6500 的後續產品

    相比以前的 6 軸器件，Invensense（應美盛） 的 ICM 20608 具有更低的功耗和噪聲並採用更薄的封裝。該器件為陀螺儀提供了一種佔空比工作模式，相比以前的 6 軸器件能將陀螺儀的功耗降低一半或一半以上（具體視 ODR 配置而定）。 此外，該器件的噪聲比以前的器件降低約 20%，封裝薄約 17%。

特性：
x、y、z 軸數字式輸出角速率感測器（陀螺儀），±250°/秒、±500°/秒、±1000°/秒 和 ±2000°/秒使用者可程式設計滿量程16 位整合ADC 　　
x、y、z 軸數字式輸出加速計，具有 ±2 g、±4 g、±8 g、±16 g 可程式設計滿量程以及 16 位整合 ADC 　　
運動喚醒中斷功能，可使應用處理器在低功耗下執行　　
陀螺儀和加速計自檢　　

InvenSense六軸重力加速度智慧感測器晶片系列：MPU-6050 　MPU-6000 　MPU-6555 　MPU-6500 　ICM-20608

專長領域小結:無人機，無人車，無人船，平衡車....等等！