STMicroelectronics ST1VAFE6AX带垂直模拟前端 (vAFE) 通道的生物传感器设计用于生物电势信号检测和运动跟踪。该传感器嵌入了用于运动处理的特性和数据处理功能，例如传感器融合低功耗 (SFLP) 和带AI滤波器的自适应自配置 (ASC)。ST1VAFE6AX生物传感器具有高达4.5KB的智能FIFO和SPI/I^2^C和MIPI I3C^®^ v1.1串行接口，可实现主处理器数据同步。该传感器的模拟电源电压范围为1.71V至3.6V，温度范围为-40°C至+85°C。

数据手册：*附件：STMicroelectronics 带vAFE通道的ST1VAFE6AX生物传感器数据手册.pdf

ST1VAFE6AX生物传感器符合ECOPACK和RoHS指令。此传感器具有2.5mm x 3mm x 0.71mm的紧凑尺寸。此生物传感器用于医疗保健、可穿戴设备、便携式设备、活动跟踪和健康应用。

特性

• 双通道，用于生物电势信号检测和运动跟踪
• 带模拟集线器的生物电势信号检测通道：
  • 单端或差分输入放大器 (vAFE) 通道
  • 数字陷波滤波器，可降低电力线噪声 (50Hz/60Hz)
  • ODR固定为240Hz
• 生物电势和运动信号完全同步，用于情景感知分析
• SPI/I^2^C和MIPI I3C^®^ v1.1串行接口，具有主处理器数据同步功能
• 可编程有限状态机，用于加速度计、陀螺仪和垂直模拟前端 (vAFE) 数据处理，速度高 (960Hz)
• 机器学习内核，具有可导出功能和人工智能应用过滤器
• 智能FIFO高达4.5 KB
• ±2g/±4g/±8g/±16g满量程
• ±125dps/±250dps/±500dps/±1000dps/±2000dps/±4000dps满量程
• 嵌入式自适应自配置 (ASC)
• 嵌入式模拟集线器，用于ADC和处理模拟输入数据
• 嵌入式传感器融合低功耗算法
• 嵌入式温度传感器
• 模拟电源电压范围：1.71 V至3.6 V
• 独立IO电源（扩展范围：1.08V至3.6V）
• 紧凑尺寸：2.5mm x 3mm x 0.71mm
• 符合ECOPACK和RoHS指令

电气连接

ST1VAFE6AX：集成vAFE与6轴IMU的生物传感器，赋能下一代可穿戴设备

在数字健康与智能穿戴设备快速发展的今天，对高精度、低功耗、多模态数据融合的传感器需求日益增长。STMicroelectronics 推出的 ST1VAFE6AX 生物传感器，正是为满足这一趋势而设计的集成式解决方案。该器件不仅具备高性能的6轴惯性测量单元（IMU），还集成了专为生物电势信号设计的垂直模拟前端（vAFE），为健康监测与运动追踪应用提供了前所未有的集成度与灵活性。

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核心特性概览

ST1VAFE6AX 的核心优势在于其 高度集成与低功耗设计 ：

• 双通道生物电势检测 ：支持单端或差分输入，集成数字陷波滤波器（50/60 Hz），有效抑制工频干扰。
• 6轴IMU ：包含3轴加速度计与3轴陀螺仪，支持多种功率模式与输出数据率（ODR）。
• 数据完全同步 ：vAFE与运动信号天生同步，实现真正的上下文感知边缘分析。
• 智能数据处理 ：
  • 可编程有限状态机（FSM）
  • 机器学习核心（MLC），支持可导出的AI特征与滤波器
  • 自适应自配置（ASC）与传感器融合低功耗算法（SFLP）
• 大容量智能FIFO ：最高支持4.5 KB（启用压缩），支持多种触发模式与时间戳记录。
• 多协议接口 ：支持 I²C、SPI 与 MIPI I3C®，便于与主处理器通信。
• 超小封装 ：2.5 mm × 3.0 mm × 0.71 mm 的LGA封装，适用于极致紧凑的设计。

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典型应用场景

ST1VAFE6AX 非常适合以下应用领域：

• 心率、脉搏、ECG监测 ：适用于智能手表、健康手环、贴片式监护设备。
• 运动与活动追踪 ：如步数计数、姿态识别、动作分类。
• 情境感知设备 ：结合运动与生物信号，实现更智能的用户交互与节能策略。

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关键技术解析

1. vAFE通道：精准捕捉生物信号

vAFE通道具备以下特点：

• 输入阻抗可调（235 MΩ 至 2.4 GΩ），适应不同电极系统。
• 增益为78 LSB/mV，输入范围达±460 mV。
• 支持高通滤波器与陷波滤波器，可根据应用需求灵活配置带宽与ODR。
• 数据可存入FIFO，也可由MLC/FSM进一步处理。

2. 运动感知与融合

• 加速度计支持±2/±4/±8/±16 g量程，陀螺仪支持±125至±4000 dps。
• 支持双通道模式，可同时输出两个不同量程的加速度数据。
• 内置传感器融合算法（SFLP），输出四元数、重力向量与陀螺仪偏置。

3. AI就绪的嵌入式处理

• MLC 可在传感器端执行决策树分类，支持多达4个树、128个节点。
• FSM 支持8个独立状态机，用于手势识别、动作触发等。
• ASC 允许FSM或MLC实时自主配置传感器参数，无需主机干预。

4. 功耗与存储优化

• 支持多种功率模式，在仅启用vAFE时典型功耗为15 μA。
• FIFO支持压缩存储、时间戳记录与多种工作模式（如连续、触发、水印等），极大降低系统功耗。

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开发支持与生态系统

STMicroelectronics 提供完整的开发工具与软件支持，包括：

• 寄存器配置指南与嵌入式函数库
• 机器学习模型导入与调试工具
• 适用于Android等主流平台的驱动与算法包