具有人工智慧和抗混疊的超低功率加速度計-LIS2DUX12

一：產品介紹

LIS2DUX12是一款3軸數字加速度計系統級封裝，具有數字IPC/SPI/MIPI I3C串行接口標準輸出，在高性能模式下為10.8 μA，在低功耗模式下為6.2 μA (50 Hz)，在超低功耗模式下為2.7 μA (1.6 Hz)。加速度計具有智能睡眠喚醒(活動)和返回睡眠(不活動)功能，允許先進的省電功能。嵌入式自檢功能允許用戶檢查傳感器在最終應用程序中的工作情況。該設備具有±2/±4/±8/±16 g的動態用戶可選滿量程加速度範圍，能夠測量輸出數據速率為1.6 Hz至800 Hz的加速度。LIS2DUX12可以配置為通過使用硬體識別自由落體事件、6D方向、單/雙/三分觸點感應、活動或不活動以及喚醒事件來產生中斷信號。LIS2DUX12兼容領先操作系統的要求，提供真實、虛擬和批處理模式傳感器。它的設計是為了在硬體上實現顯著的運動，相對傾斜，計步器功能，時間戳，並提供了一個令人難以置信的定製水平:多達8個嵌入式有限狀態機(FSM)可以獨立編程，用於運動檢測或手勢識別，如瞥一眼，手腕絕對傾斜，搖，雙搖，或拾取。LIS2DUX12還嵌入了機器學習核心(MLC)邏輯，允許識別數據模式是否與用戶定義的一組類匹配。應用程序的典型示例可以是活動檢測，如跑步、步行、駕駛等。LIS2DUX12具有集成的128級先進先出(FIFO)緩衝區，允許用戶存儲加速度和溫度數據，以限制主機處理器的干預。LIS2DUX12採用小型薄塑料陸地電網陣列封裝(LGA)，保證在-40°C至+85°C的擴展溫度範圍內工作。SMD封裝的超小尺寸和重量使其成為手持式便攜式應用的理想選擇，如遊戲控制器，loT連接設備和可穿戴設備或任何其他需要減小封裝尺寸和重量的應用。

二：產品功能描述

1. 默認情況下，CS引腳在內部上拉。通過將寄存器PIN_CTRL (OCh)的位CS_PU_DIS設置為1，可以斷開CS引腳的上拉。
2. 默認情況下，SDO/SAO和SDA/SDI/SDO引腳的內部上拉連接是斷開的。通過將寄存器PIN_CTRL (OCh)的SDO_PU_EN位設置為1，可以啟用SDO/SAO引腳的上拉。通過將寄存器PIN_CTRL (OCh)的SDA_PU_EN位設置為1，可以啟用SDA/SDI/SDO引腳的上拉。

       3.當寄存器CTRL1 (10h)的INT1_ON_RES位設置為1時，配置在INT1引腳上的中斷信號被路由到RES引腳。

4. 默認情況下，INT1和INT2引腳是內部下拉的。可以通過將PIN_CTRL (OCh)中的PD_DIS_INT1位設置為1來斷開INT1引腳的內部下拉。通過將PIN_CTRL (OCh)中的PD_DIS_INT2位設置為1，可以斷開INT2引腳的內部下拉。

有限狀態機：

LIS2DUX12可以配置為生成由用戶定義的運動模式激活的中斷信號。為此，可以獨立編程多達8個嵌入式有限狀態機，用於運動檢測，例如掃視手勢，手腕絕對傾斜，震動和雙重震動檢測。

有限狀態機的定義：狀態機是用於設計邏輯連接的數學抽象。它是由有限數量的狀態和狀態之間的轉換組成的行為模型，類似於流程圖，當滿足某些條件時，可以檢查邏輯運行的方式。狀態機從啟動狀態開始，通過依賴於輸入的轉換進入不同的狀態，並最終以特定狀態(稱為停止狀態)結束。當前狀態由系統的過去狀態決定。下圖顯示了一個通用狀態機。

LIS2DUX12中的有限狀態機：LIS2DUX12加速度計數據可作為嵌入式有限狀態機(FSM)中多達8個程序的輸入。嵌入式溫度傳感器數據也可以通過FSM邏輯進行處理(圖10)。狀態機(LIS2DUX12)。所有8個有限狀態機都是獨立的:每個有限狀態機都有自己的專用內存區域，並且獨立執行。當到達結束狀態或執行某些特定命令時，會產生中斷。

機器學習核心：

LIS2DUX12嵌入了一個用於機器學習處理的專用核心，提供了系統靈活性，允許在應用處理器中運行的一些算法移動到MEMS傳感器上，具有一致降低功耗的優勢。機器學習核心邏輯允許識別數據模式是否與用戶定義的類集匹配。應用程序的典型示例可以是活動檢測，如跑步、步行、駕駛等。LIS2DUX12機器學習核心處理來自加速度計傳感器的數據模式，但也可以處理嵌入式溫度傳感器數據。可以使用專用的可配置計算塊對輸入數據進行過濾，該計算塊包含在用戶定義的固定時間窗口中計算的過濾器和特徵。計算的特徵值和過濾的數據值也可以通過FIFO緩衝區讀取。機器學習處理基於由一系列可配置節點組成的邏輯處理，這些節點以“if-then-else”條件為特徵，其中“特徵”值根據定義的閾值進行評估。

LIS2DUX12可以配置為同時獨立運行多達4個決策樹，每個決策樹可以生成多達16個結果。節點總數最多可達128個。機器學習處理的結果在專用的輸出寄存器中可用，可以隨時從應用處理器讀取。LIS2DUX12機器學習核心可以配置為在結果發生變化時生成中斷。

三：產品主要特性

LIS2DUX12的主要特點是:

• 電源電壓範圍從1.62 V到3.6 V

—獨立IO供應(1.62 V至3.6 V)的I2C和SPI接口

—MIPI I3C®接口的獨立IO電源(擴展範圍:1.08 V至3.6 V)

• 四種工作功率模式
• 超低功耗

—帶抗混疊濾波器的高性能模式:10.8 μA

—低功耗模式，帶抗混疊濾波器:6.2 μA

—超低功耗模式:2.7 μA

—掉電模式:0.01 μA

• 噪音低至220 μg/VHz
• ±2g/±4g/±8g/±16g可編程滿量程
• ODR為1.6 Hz ~ 800hz
• 嵌入式機器學習核心
• 可編程有限狀態機
• 基於傳感器處理輸出的自適應自配置（(FSM / MLC）
• 嵌入式溫度傳感器
• 嵌入式FIFO:多達512個樣品的加速度計和溫度數據中高解析度或高達768個低解析度加速度數據樣本高速IPC/SPI/MIPI I3C®數字輸出接口
• 高速IPC/SPI/MIPI I3C®數字輸出接口
• 嵌入式數字功能(自由落體、喚醒、單/雙/三點識別、活動/不活動、6D/4D定向)

四：產品應用

• 可穿戴設備(手環和智能手錶)
• 遊戲控制器
• 助聽器和便攜式保健設備
• 真無線立體聲
• 無線傳感器節點
• 動作激活的用戶界面(螢幕旋轉，輕按，雙擊)
• 資產追蹤器