STMicroelectronics Always-On-Sensorkombination begnügt sich mit 0,6 mA

Neue Möglichkeiten für die Entwicklung batteriebetriebener intelligenter Sensorsysteme will STMicroelectronics mit den MEMS-Sensoren der iNEMO-Ultra-Familie schaffen, die sich in Mobil- und Wearable-Produkte sowie innovative Objekte für das Internet of Things (IoT) integrieren lassen.

Die nur 2,5 x 3,0 x 0,8 mm messende 6-Achsen-Intertialsensor-Kombination iNEMO Ultra besteht aus einem 3-Achsen-Beschleunigungssensor und einem 3-Achsen-Gyroskop. Im Always-On-Modus begnügt sich der Bewegungssensor mit einer Stromaufnahme von 0,6 mA und zeichnet sich durch industrieweit führende Rauscheigenschaften aus. Der 3-Achsen-Beschleuniger erreicht 90 μg/√Hz (typ.) im High-Performance-Modus mit einer Ausgangs-Datenrate (Output Data Rate – ODR) von 104 Hz sowie 0,6 mg-rms (typ.) im High-Performance-Modus (ODR = 104 Hz). Die Werte des Gyroskops gibt ST mit  0,007 °/s/√Hz (typ.) im High-Performance-Modus bei 10 Hz sowie 0,07 °/s-rms im High-Performance-Modus (ODR = 208 Hz) an.

Die Kombination der Sensortypen hat in Tests bewiesen, dass sie um typisch 20 Prozent energieeffizienter sein kann als die besten alternativen Sensorkombinationen im Low-Power-Modus, dabei aber eine hohe Performance erzielen und Platz auf der Leiterplatte sparen.

Dies ist zum Teil dem 8-KByte-FIFO-Speicher (First-In First-Out) auf dem Markt zu verdanken. Der flexible Speicher verleiht dem LSM6DS3 die Fähigkeit zum Abspeichern und Sammeln von Daten, bevor der Systemprozessor geweckt werden muss. Dies spart Strom auch auf der System-Ebene. Darüber hinaus nutzt ST seine robusten und ausgereiften Fertigungsprozesse für die Produktion der MEMS-Beschleunigungsaufnehmer und MEMS-Gyroskope, während die Fertigung der IC-Schnittstellen mit CMOS-Technologie erfolgt. Diese Wahl ermöglicht die gezielte Abstimmung spezieller Schaltungen auf die Eigenschaften des jeweiligen Sensorelements.

Den LSM6DS3 liefert ST als optimiertes, aus zwei Chips bestehendes System-in-Package. Die Event-Detection-Interrupts des LSM6DS3 ermöglichen eine effiziente und zuverlässige Bewegungsverfolgung und Kontextwahrnehmung, die in Hardware implementiert ist. Dies gestattet die Erkennung von Freifall-Ereignissen, die 6D-Orientierung, die Erkennung von Taps und Doppel-Taps sowie von Aktivität und Inaktivität und Aufweck-Ereignissen. Mit der von ST gebotenen Erfahrung, die Anforderungen der wichtigen Betriebssysteme zu erfüllen, wird der LSM6DS3 auf effiziente Weise die Signale von realen, virtuellen und Batch-Mode-Sensoren verarbeiten können, was Strom spart und kürzere Systemreaktionszeiten zulässt. Die neue Sensorkombination ist dementsprechend für die in Hardware implementierte Detektierung signifikanter Bewegungen und Neigungen sowie für Schrittzähler- und Zeitstempel-Funktionen ausgelegt. Unterstützt wird auch die Datenerfassung aus einem externen Magnetometer mit Hart- und Weicheisen-Korrektur.

Außerdem bietet der LSM6DS3 die Flexibilität, Pins mit weiteren externen Sensoren zu verbinden, um zusätzliche Aufgaben als Sensor-Hub oder ergänzende SPI-Schnittstelle (Serial Peripheral Interface) sowie weitere essenzielle Aufgaben zu übernehmen.

Die Sensorkombination LSM6DS3 liefert ST ab dem vierten Quartal 2014 aus.