ASM330LHHX:汽车级六轴惯性模块与嵌入式机器学习核心的技术解析

描述

STMicroelectronics ASM330LHHX汽车级6轴惯性模块是一款系统级封装 (SiP),具有一个3轴数字加速度计和一个3轴数字陀螺仪,优化用于汽车非安全应用。ASM330LHHX惯性测量单元 (IMU) 在整个温度和时间范围内具有高稳定性以及出色的性能传感精度,因此适合用于远程信息处理和航位推算应用以及车辆对车辆 (V2X) 和冲击检测。

数据手册:*附件:STMicroelectronics ASM330LHHX汽车级6轴ML内核惯性模块数据手册.pdf

ASM330LHHX支持双工作模式,提高了应用要求的灵活性,具有多种电压和多种ODR选择。该器件还包括数字部件,如有限状态机和专有机器学习内核,支持将在应用处理器中运行的定义的运动模式检测或其他复杂算法移到MEMS传感器,可持续降低功耗。

事件检测中断可实现高效可靠的运动激活的功能,实现对自由落体事件、6D方向、活动或非活动和唤醒活动的硬件识别。

ASM330LHHX满量程加速范围高达±16g,具有宽角速率范围(±125dps至±4000dps),适合用于各种汽车应用。

STMicroelectronics ASM330LHHX汽车级6轴惯性模块采用紧凑的2.5mm x 3.0m x 0.83mm网格阵列 (LGA) 封装,可满足超紧凑型解决方案的需求。

特性

  • 符合AEC-Q100标准
  • 扩展温度范围:-40°C至+105°C
  • 内置补偿,无论温度如何变化都非常稳定
  • 兼容Android
  • 用户可选加速范围:±2g、±4g、±8g、±16g
  • 扩展的陀螺仪范围:±125dps、±250dps、±500dps、±1000dps、±2000dps、±4000dps
  • 双重工作模式:高性能和低功耗模式
  • I^2^C、MIPI I3CSM和SPI串行接口
  • 六通道同步输出,提高航位推算算法的准确度
  • 可编程有限状态机
  • 机器学习内核
  • 智能可编程中断
  • 提供嵌入式3kb FIFO,用于减轻主机处理器负载
  • 2.5 mm x 3.0 m x 0.83 mm LGA-14L
  • 符合ECOPACK、RoHS指令及绿色节能标准
  • 嵌入式低功耗功能
    • 3kb数据缓冲
      • 100%效率,具有灵活的配置和分区
      • 具有时间戳存储能力
    • 事件检测中断(完全可配置)
      • 自由落体
      • 唤醒
      • 6D方向
      • 活动/非活动识别
      • 静止/运动检测
    • 专用IP模块,高性能,功耗可忽略
      • 用于加速度计、陀螺仪和外部传感器的有限状态机 (FSM)
      • 用于加速度计、陀螺仪和外部传感器的机器学习内核 (MLC)

电气连接

系统级封装

引脚分配

系统级封装

包装外形

系统级封装

ASM330LHHX:汽车级六轴惯性模块与嵌入式机器学习核心的技术解析

一、核心特性概览

ASM330LHHX 具备以下关键特性:

  • AEC-Q100 认证 ,适用于汽车电子环境
  • 宽温工作范围 :-40°C 至 +105°C
  • 双工作模式 :高性能模式与低功耗模式
  • 丰富的量程范围
    • 加速度计:±2/±4/±8/±16 g
    • 陀螺仪:±125 至 ±4000 dps
  • 嵌入式机器学习核心(MLC)16个独立有限状态机(FSM)
  • 3 KB FIFO ,支持多传感器数据缓存与时间戳同步
  • 多接口支持 :I²C、SPI、MIPI I3C[SM]
  • 传感器集线器 ,可连接最多4个外部传感器(如磁力计)

二、嵌入式智能功能

1. 机器学习核心(MLC)

MLC 允许用户在传感器内部执行机器学习算法,识别如行走、跑步、驾驶等运动模式。其优势在于:

  • 将算法从主处理器迁移至传感器,显著降低系统功耗
  • 支持多达 8个独立流程 ,每流程最多 256个结果
  • 基于“if-then-else”节点逻辑,可配置特征阈值

2. 有限状态机(FSM)

FSM 可用于检测用户定义的运动模式,如车辆静止/运动状态、震动检测、防盗报警等:

  • 最多 16个独立状态机
  • 每个状态机可独立编程并触发中断
  • 支持内部传感器(加速度计、陀螺仪)及外部传感器数据输入

三、电气与机械特性

ASM330LHHX 在典型工作电压 3.0V 下表现出优异的性能:

参数加速度计陀螺仪
灵敏度误差(25°C)±2%±2%
零偏稳定性40 µg3 °/h
噪声密度60–200 µg/√Hz5–12 mdps/√Hz
非线性度0.5% FS0.01% FS

四、通信接口与系统集成

ASM330LHHX 支持多种通信协议,具备两种工作模式:

  • 模式1 :仅作为从设备,通过 I²C/SPI/MIPI I3C 与主机通信
  • 模式2 :除从设备功能外,还可作为 I²C 主设备连接外部传感器

其引脚配置灵活,支持 3/4 线 SPI、I²C 地址选择、中断信号路由等。


五、FIFO 与功耗管理

内置 3 KB FIFO 支持以下数据类型的缓存:

  • 加速度计、陀螺仪、温度、外部传感器数据、时间戳

FIFO 工作模式包括:

  • 旁路模式、FIFO 模式、连续模式、触发模式等

通过合理配置 FIFO 与传感器批处理速率,可大幅降低主机唤醒频率,实现系统级功耗优化。


六、汽车应用场景

ASM330LHHX 适用于多种汽车电子应用:

  • 航位推算(Dead Reckoning)
  • 车辆到一切(V2X)通信
  • 碰撞检测与事故重建
  • 防盗系统与震动监测
  • 驾驶舒适性与姿态识别
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