簡介
LSM6DSV是一款高端、低噪聲、低功耗的6軸小型IMU，具有3軸數字加速度計以及一個三軸數字陀螺儀，它提供了最好的IMU傳感器，具有三通道架構進行處理加速度和角速率數據在三個獨立的通道上(用戶界面，OIS和EIS)配置、處理和過濾。LSM6DSV支持邊緣計算過程，利用嵌入式高級專用功能，例如作為傳感器融合低功耗(SFLP)算法和有限狀態機(FSM)的可配置運動跟蹤。LSM6DSV支持ASC (adaptive self-configuration)特性，允許FSM自動配置根據檢測到的特定運動模式實時重新配置設備，無需任何干預從主處理器。
特性
•用於UI, EIS和OIS數據處理的三通道架構
•兩個加速度計都具有低功耗的“Always-on”體驗 和陀螺儀
•智能FIFO高達4.5 KB
•Android兼容
•±2/±4/±8/±16 g滿量程
•±125/±250/±500/±1000/±2000/±4000 DPS滿量程
•SPI / i2c & MIPI I3C®v1.1串行接口與主處理器數據同步
•用於陀螺儀和加速度計的OIS數據輸出輔助SPI
•OIS可從aux配置。SPI，主接口(SPI / I²C & MIPI I3C®v1.1)
•EIS專用通道主接口專用濾波
•先進的計步器，步長檢測器，步長計數器
•顯著運動檢測，傾斜檢測
•標準中斷:自由落體，喚醒，6D/4D方向，點擊和雙擊點擊
•可編程的有限狀態機加速度計，陀螺儀，和外部傳感器數據處理高速率@ 960hz
•嵌入式自適應配置(ASC)
•嵌入式傳感器融合低功耗算法
•嵌入式溫度傳感器
•模擬電源電壓:1.71 V至3.6 V
•獨立IO供電(擴展範圍:1.08 V至3.6 V)
•功耗:0.65 mA的組合高性能模式
•緊湊的足跡:2.5毫米x 3毫米x 0.83毫米
符合ECOPACK和RoHS標準
應用
•運動跟蹤和手勢檢測，增強現實(AR) /虛擬現實(VR) /混合現實(MR)應用和虛擬現實應用
•可穿戴設備
•室內導航
•物聯網和連接設備
•智慧型手機和手持設備
•EIS和OIS相機應用程序
•振動監測和補償
1、LSM6DSV概述
LSM6DSV是一款系統級封裝，具有高性能3軸數字加速度計和3軸加速度計數字陀螺儀。 LSM6DSV提供一流的運動傳感，可以檢測方向和手勢，以增強 應用程序開發人員和具有比簡單更複雜的特性和功能的消費者 將他們的設備定向到縱向和橫向模式。 事件檢測中斷實現了高效可靠的運動跟蹤和上下文感知 硬體識別自由落體事件，6D方向，點擊和雙擊感應，活動或不活動， 靜止/運動檢測和喚醒事件。有限狀態機處理允許移動一些算法 從應用處理器到LSM6DSV傳感器，能夠持續降低功耗。 LSM6DSV支持主要的操作系統要求，提供真實、虛擬和批處理模式傳感器。此外， LSM6DSV可以高效運行Android中指定的傳感器相關功能，節省功耗，使能速度更快 反應時間。特別是，LSM6DSV已被設計為實現諸如顯著的硬體功能 運動檢測，靜止/運動檢測，傾斜，計步器功能，時間戳和數據支持採集外部傳感器。LSM6DSV提供硬體靈活性，可以將不同模式連接的引腳連接到外部傳感器 以擴展功能，例如添加傳感器集線器、輔助SPI等。 LSM6DSV為OIS和EIS應用提供了先進的設計靈活性。兩個頻道都有專用的 處理路徑與獨立濾波和增強的EIS通道陀螺儀的數據讀取在初級 接口I²C/ MIPI I3C®v1.1 / SPI。 通道1被設計用於運動跟蹤的用戶界面數據處理。數據可在 I²C / SPI / I3C®主輸出，用於加速度計和陀螺儀，具有獨立的ODR和FS。 通道2專為OIS應用而設計。數據可在輔助SPI在7.68 kHz與 加速度計/陀螺儀處理獨立FS±2g -±16g(加速度計)/±125 dps -±2000 dps(陀螺儀)。加速度計也可作為獨立的專用濾波。 通道3的設計是為了加強環境影響評估系統。數據在freerun模式下可在輸出寄存器或先進先出專用標籤和時間戳。高達4.5 KB的FIFO，具有壓縮和動態分配重要數據(即外部傳感器，時間戳，等等)允許系統的整體節能。LSM6DSV嵌入了一個傳感器融合低功耗(SFLP)算法，能夠提供一個6軸(加速度計+陀螺儀)遊戲旋轉矢量表示為四元數。X, Y, Z四元數分量存儲在FIFO。與整個MEMS傳感器模塊組合一樣，LSM6DSV利用了強大而成熟的內部技術已用於生產微機械加速度計和陀螺儀的製造工藝。的各種傳感元件使用專門的微加工工藝製造，而IC接口使用CMOS技術開發，允許設計專用電路，其中哪些被修剪到更好匹配感應元件的特性。LSM6DSV嵌入了先進的專用功能，如有限狀態機和OIS, EIS，還有運動處理。LSM6DSV採用2.5 x 3.0 x 0.83 mm的小型塑料陸地網格陣列(LGA)封裝來解決此問題ultracompact解決方案。
2、嵌入式低功耗特性
LSM6DSV被設計成完全兼容Android，具有以下片上功能: •4.5 KB FIFO數據緩衝，數據可壓縮兩到三次
- 100%的效率與靈活的配置和分區
-存儲時間戳的可能性
•事件檢測中斷(完全可配置)
-自由落體
-喚醒
- 6D方向
-單擊雙擊感知
-活動/不活動識別
-靜止/運動檢測
•特定的IP塊(稱為“嵌入式功能”)具有可忽略不計的功耗和高性能
-計步器功能:步長檢測器和步長計數器
-傾斜
-顯著運動檢測
-有限狀態機(FSM)
-自適應自配置(ASC)
-嵌入式傳感器融合低功耗(SFLP)算法
•傳感器中心
-多達六個傳感器:兩個內部(加速度計和陀螺儀)和四個外部傳感器
3、算法介紹
計步器算法由四個級聯組成:
1. 計算加速度幅度信號，以便獨立於設備檢測信號 取向;
2. FIR濾波器提取相關頻率分量，截斷高頻使信號平滑;
3.峰值檢測器找到波形的最大值和最小值並計算峰對峰值;
4. 步長計數:如果峰間值大於設定的閾值，則計算一個步長。
LSM6DSV為階躍檢測嵌入了一個動態內部閾值，該閾值在每個峰到峰之後更新評估:如果檢測到一個步驟，則以可配置的速度增加內部閾值，或者使用如果檢測不到步驟，可配置速度。 該方法保證了用戶開始行走時的高精度和用戶停止行走時的假峰值抑制 走路或跑步。內部可配置的debounce算法也可以設置為過濾假行走:實際上，一個加速度計模式只有在計算最小步數時才被識別為步行或跑步。LSM6DSV被設計用於抑制算法核心內部的假陽性信號。在上述詳細機制的基礎上，LSM6DSV允許啟用和配置專用的假陽性抑制塊，以進一步提高計步器的精度。
有限狀態機
LSM6DSV可以配置為產生由用戶定義的運動模式激活的中斷信號。要做這樣，多達8個嵌入式有限狀態機可以獨立編程用於運動檢測，如瞥一眼手勢，絕對手腕傾斜，抖動和雙重抖動檢測。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。這是一個行為模型由有限數量的狀態和狀態之間的轉換組成，類似於流程圖，其中可以當滿足某些條件時，檢查邏輯運行的方式。狀態機從啟動狀態開始，轉到不同的狀態通過轉換依賴於輸入，並最終可以在特定的狀態(稱為停止)結束狀態)。當前狀態由系統的過去狀態決定。下圖顯示了一個通用的狀態機。
LSM6DSV中的有限狀態機
LSM6DSV作為一個組合加速度計-陀螺儀傳感器，產生加速度和角速率輸出數據。也可以連接外部傳感器，如磁力計或壓力傳感器傳感器集線器功能(模式2)。這些數據可以作為最多8個程序在嵌入式有限狀態下的輸入機器(圖3)。狀態機(LSM6DSV)。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，並且是獨立的執行。當到達結束狀態或執行某些特定命令時，會產生中斷。
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