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STMicroelectronics

KI-gestützte IMU für ununterbrochen aktive Automotive-Anwendungen

1. Dezember 2023, 11:47 Uhr | Irina Hübner

Die Trägheitsmesseinheit ASM330LHHXG1 von STMicroelectronics kombiniert eingebaute KI-Funktionen mit verbesserten Low-Power-Eigenschaften und einem Temperaturbereich bis 125 °C. Das Ziel: Zuverlässigkeit auch unter widrigen Umgebungsbedingungen.

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Die neue Automotive-IMU (Inertial Measurement Unit) von ST enthält einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor und einen 3-Achsen-Drehratengeber (Gyroskop). Mit ihrer Stromaufnahme von unter 800 µA (wenn beide Sensoren in Betrieb sind) reduziert sie das Energiebudget des Systems und empfiehlt sich für den Einsatz in ununterbrochen aktiven Anwendungen.

Integrierte KI-Funktionalität

Die integrierte KI-Funktionalität nutzt einen Machine-Learning Core (MLC) und eine Finite State Machine (FSM), um den Hostprozessor zu entlasten und lantenzarme, energieeffiziente Ereigniserkennungs- und Klassifizierungsaufgaben zu übernehmen.

Der erweiterte Temperaturbereich bis 125 °C sorgt außerdem für die nötige Flexibilität für den Einsatz intelligenter Sensoren auf Basis der ASM330LHHXG1 an Orten mit rauen Umgebungsbedingungen, wie etwa im Motorraum, in direktem Sonnenlicht oder überall dort, wo die Temperatur infolge der Verlustleistung auf der Leiterplatte über das normale Maß hinaus ansteigen kann.

Breites Einsatzspektrum

Dank der integrierten MLC- und FSM-Einheiten eignet sich die ASM330LHHXG1 für Anwendungen, die bei minimaler Stromaufnahme schnell und deterministisch reagieren müssen. Dazu gehören neben der Navigationsassistenz und Telematikfunktionen auch der Diebstahlsschutz, die Aufprallerkennung und bewegungsaktivierte Funktionen.

Evaluierung und Prototyping

Das MEMS-Entwicklungssystem von ST leistet Hilfestellung bei der Evaluierung sowie der Prototyping- und Entwicklungsarbeit mit der ASM330LHHXG1 unter Verwendung der Tools Unico-GUI und AlgoBuilder sowie mit Sensor-Adapterplatinen (STEVAL-MKI243A). Umgehend nutzbare Anwendungsbeispiele finden sich zudem in der GitHub Repository Area von ST.

Während das MLC Repository Anwendungsfälle wie die Neigungs-, Abschlepp- und Fahrzeugstatus-Erkennung berücksichtigt, liefert das FSM Repository weitere Anregungen beispielsweise für die Unterscheidung zwischen Fahren und Stehen sowie für die Wackelerkennung.

Die zwei Betriebsarten der IMU

Mit den zwei Betriebsarten der IMU können Designer die Datenaktualisierungsrate und die Stromaufnahme optimieren. Sowohl der Beschleunigungssensor als auch der Drehratengeber zeichnen sich außerdem durch hohe Zeit- und Temperaturstabilität aus.

Im Fall des Beschleunigungsaufnehmers kann zwischen den Messbereichen ±2g, ±4g , ±8g und ±16g gewählt werden, beim Drehratengeber dagegen zwischen Messbereichen von ±125, ±250, ±500, ±1000, ±2000 und ±4000 Grad pro Sekunde.
Die IMU ASM330LHHXG1 ist AEC-Q100-qualifiziert, wird bereits produziert und wird in einem vergossenen LGA-Gehäuse (Land Grid Array) mit 14 Anschlüssen angeboten.