LSM6DSV16B:面向TWS与可穿戴设备的6轴IMU,融合传感与低功耗智能

描述

STMicroelectronics LSM6DSV16B iNEMO惯性模块具有一个3轴数字加速度计和一个3轴数字陀螺仪。 STMicroelectronics LSM6DSV16B的设计可用于提供精确的加速度和角速度感测数据处理。 LSM6DSV16B具有专用于运动跟踪、设备电源管理、游戏3D头部跟踪和增强音频体验的双通道,提供无与伦比的多用性和功能。该器件还具有单独通道,用于通过专用配置、处理和滤波实现振动检测进行骨传导。

数据手册:*附件:STMicroelectronics LSM6DSV16B iNEMO惯性模块数据手册.pdf

特性

  • 双通道,用于运动跟踪和骨传导
  • 0.95mA(组合高性能模式下)
  • 加速器与陀螺仪皆提供“不间断”的低功耗体验
  • 智能FIFO,高达4.5KB
  • ±2/±4/±8/±16g满量程
  • ±125/±250/±500/±1000/±2000/±4000dps满量程
  • 3轴音频加速度计,具有>1kHz的平坦宽带宽,低噪声20μg/√Hz
  • 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
  • TDM从接口
  • 高级计步器、步测器和步进计数器
  • 大幅运动检测、倾斜检测
  • 标准中断:自由落体、唤醒、6D定位、单击和双击
  • 可编程有限状态机,用于加速度计、陀螺仪和外部 传感器数据处理,速率高达960Hz
  • 嵌入式自适应自配置 (ASC)
  • 嵌入式传感器融合低功耗算法
  • 内置温度传感器
  • 模拟电源电压范围:1.71V至3.6V
  • 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标准和RoHS指令

示意图

数字加速度计

LSM6DSV16B:面向TWS与可穿戴设备的6轴IMU,融合传感与低功耗智能

概述

LSM6DSV16B是意法半导体推出的一款高性能6轴惯性测量单元,集成了3轴数字加速度计和3轴数字陀螺仪,具备双通道数据处理能力,专为真无线立体声耳机、可穿戴设备、物联网设备等低功耗高精度应用场景设计。该模块在紧凑的2.5 mm × 3.0 mm × 0.71 mm LGA封装中,融合了先进的传感器融合算法、可编程有限状态机、自适应自配置等智能功能,为用户提供“始终运行”的沉浸式体验。


核心特性

1. 双通道架构

  • 通道1 :用于运动追踪和用户界面处理,支持I²C/SPI/MIPI I3C®接口。
  • 通道2 :专为音频加速度处理设计,支持骨传导与语音增强应用,提供TDM接口输出。

2. 高性能与低功耗并存

  • 组合高性能模式下功耗仅0.95 mA
  • 加速度计在低功耗模式下可低至17 μA(LPM1 @ 60 Hz)
  • 支持多种功耗模式:高性能、低功耗、睡眠与断电模式

3. 智能嵌入式功能

  • 有限状态机 :最多8个独立FSM,支持手势识别、倾斜检测等
  • 传感器融合低功耗算法 :提供游戏旋转向量、重力向量、陀螺仪偏置等输出
  • 自适应自配置 :FSM可实时自动调整设备配置,无需主机干预
  • 计步器与运动检测 :内置步数检测、倾斜识别、显著运动检测等

4. 大容量智能FIFO

  • 支持最高4.5 KB缓存(启用压缩)
  • 支持多种FIFO模式,包括连续、FIFO、触发式等
  • 数据压缩与动态分配,显著降低系统功耗

5. 丰富的接口与通信能力

  • 支持I²C、SPI(3/4线)、MIPI I3C® v1.1
  • 集成TDM从接口,适用于音频数据传输
  • 双中断引脚,可灵活配置多种事件触发

典型应用场景

  • TWS耳机 :头部追踪、骨传导音频、触摸与手势识别
  • 智能手表/手环 :步数统计、活动识别、睡眠监测
  • 物联网设备 :姿态感知、运动触发、低功耗待机
  • 增强现实/虚拟现实 :3D头部追踪、动态姿态估计

技术亮点解析

嵌入式传感器融合

LSM6DSV16B内置的SFLP算法可在极低功耗下实现6轴姿态融合,输出四元数、重力向量与陀螺仪偏置,适用于实时姿态估计与动态校准。

可编程有限状态机

用户可通过FSM实现自定义动作识别逻辑,如“拾起接听”、“摇晃切歌”等场景,将算法从主处理器卸载至IMU,显著降低系统功耗。

自适应自配置

ASC功能允许FSM在检测到特定运动模式时,自动改写设备寄存器,实现实时自适应优化,提升用户体验。


电气与机械规格

  • 供电电压 :1.71 V – 3.6 V
  • I/O电压 :1.08 V – 3.6 V
  • 工作温度 :-40 °C 至 +85 °C
  • 加速度量程 :±2/±4/±8/±16 g
  • 陀螺仪量程 :±125/±250/±500/±1000/±2000/±4000 dps
  • 封装 :LGA-14L,超小尺寸适合空间受限设计
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