原创 内建数字运动处理之三轴陀螺仪MPU-3000/mpu3050

重庆冰刃科技有限公司 ，是一家集传感器的研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业。 公司致力于为工业界提供高性能的传感器和专业化的解决方案。主要经营产品有:倾角传感器、姿态方位参考系统（AHRS）、惯性测量单元（IMU）、数显倾角仪、测斜仪、平面及三维电子罗盘、加速度传感器等众多国外知名品牌工业级产品。这些产品广泛应用于汽车、船舶、飞机、机械、冶金、电力、纺织、铁路、大坝监测、医疗设备、石油钻探、煤矿开采、海洋堪测、高精密测绘等领域。WEB：www.icxword.com

MPU-3000?系列产品运动处理组件为业界第一个内建数字运动处理?(DMP?: Digital Motion Processor?)硬件加速引擎的三轴陀螺仪。现今多用途智能型手机要求小尺寸、低耗能的陀螺仪，必需能提供运动游戏要求之宽广的带宽，并提供导航辅助系统、录像与相机防手抖系统、精准动作人机接口控制系统所需之高敏感度及低噪声性能。MPU-3000是产业第一个针对智能型手机完整运动处理所设计的系列产品，特性为运动感测范围最广由250到2000°/sec、内建16-bit的模拟/数字转换器(ADCs)、可程控的数字滤波器、出厂前校准至1%的敏感度、内建六轴的多个感测组件融合算法技术(sensor fusion)，以及13mW的低耗电量。

4x4x0.9mm大小的尺寸，加上I2C或SPI的数字接口，MPU-3000系列是在类似产品中第一个能满足手机需求的产品。MPU-3000延用传统惯性传感器结构，加了业界第一个的内建数字运动处理器(DMP)。DMP连同内建之FIFO，不仅能减轻主机应用程序处理器之高频运动演算，也能减少中断(interrupt)次数与主机每秒运算指令数(MIPS)，进而改善整体系统效能。

MPU-3000的另一创举为它整合了第二个I2C接口来链接外接的加速器至DMP，此机制使DMP得以接收整合之陀螺仪与加速器的输出，执行六轴的多个感测组件融合算法技术(sensor fusion)，再以Quaternion输出到手机应用处理器，并减轻传感器时间同步化及融合演算带给主机的负荷。其他MPU-3000的特性包含内部频率产出、内建温度传感器、可程序化的中断(initerrupt)，以及能使影像、录像、GPS数据与传感器同步化的FSYNC机制。

关于供电电源弹性，MPU-3000除了模拟供电接脚外，独立的VLOGIC参考接脚可用来设定I2C的逻辑准位。VLOGIC的电压范围最低可由1.71V到最高VDD。

已经证实与量产之Nasiri-Fabrication制程平台，可将MEMS与CMOS整合于单一硅晶圆上，实现具规模之MEMS制程与晶圆层级包装。此晶圆层级的结合，实现了业界最低噪声规格0.03%/√Hz、最低耗电量、以及使用产业最低成本完成最小包装尺寸。

应用

 

特性

• 手持式产品中最小最薄的QFN包装尺寸4x4x0.9mm
• 可利用第二个I2C接口链接外接之加速器来实现六轴运动处理能力
• 数字运动处理(DMP)引擎支持3D运动处理与手势辨识之算法
• 可程控的数字高通及低通滤波器支持所有运动处理应用程序
• 运动处理函式库?(MPL)支持Android?、Linux?、Windows?、以及Windows Mobile?平台
• 以数字方式输出之X轴、Y轴、Z轴角速率传感器(gyros)，整合于单一电路上，具有±250至±2000°/sec的全格感测范围(full scale range)
• FIFO缓冲器可完整收集资料，降低应用处理器的运算时间及中断(interrupt)次数
• 可程序化之中断(interrupt)，支持手势辨识、摇摄(panning)、缩放、滚动、零点运动检测(zero-motion detection)、轻拍检测、以及摇动检测等特性
• 10,000g的耐震容忍度
• 6.5mA之低操作电流消耗可延长电池寿命
• 三个整合在内部的16-bit 模拟/数字转换器(ADCs)提供陀螺仪同步取样
• 数字输出的温度传感器

六轴系统图