關(guān)于Bosch Sensortec的新一代傳感器中樞平臺(tái)

多年來(lái)，世界移動(dòng)通訊大會(huì)（Mobile World Congress，MWC）上的智能手機(jī)戰(zhàn)爭(zhēng)，都是關(guān)于應(yīng)用處理器、基帶芯片的性能，以及屏幕尺寸與攝像頭像素等硬件條件，因?yàn)檫@些對(duì)消費(fèi)者在手機(jī)上執(zhí)行各種應(yīng)用程序的流暢程度至關(guān)重要。

但在新一代的智能手機(jī)與可穿戴設(shè)備， 傳感器與傳感器中樞（sensor hub）扮演的角色重要性越來(lái)越顯著，MEMS傳感器的精確度決定了所收集信息的品質(zhì)，而傳感器中樞則是提取信息以開(kāi)拓不同應(yīng)用的關(guān)鍵。

在本周登場(chǎng)的2016年MWC期間，博世（Bosch Sensortec）發(fā)表了第一代傳感器中樞產(chǎn)品，號(hào)稱(chēng)提供最佳的生命體征傳感功能。 此外意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics，ST）則在稍早之前發(fā)表訴求“高度小型化”、超低功耗的新一代六軸MEMS慣性傳感器模組。

市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Yole Developpement的MEMS和傳感器技術(shù)/市場(chǎng)分析師Guillaume Girardin表示，上述這兩家MEMS傳感器廠商以及其他供應(yīng)商，正面臨不可避免的、從“傳統(tǒng)傳感器供應(yīng)商”轉(zhuǎn)型為“智能傳感器”供應(yīng)商的挑戰(zhàn)；而MEMS供應(yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)在于：“他們的傳感器如何擅長(zhǎng)提取信息，以及這些資料能為特定應(yīng)用帶來(lái)多少價(jià)值?！?/p>

Bosch Sensortec的新款傳感器中樞設(shè)計(jì)目的是融合光體積描記（photoplethysmography，PPG）信號(hào)以及電路板上慣性傳感器信號(hào)，以動(dòng)作補(bǔ)償心率量測(cè)。 該公司執(zhí)行長(zhǎng)Stefan Finkbeiner表示：“我們已經(jīng)與生命體征分析軟件業(yè)者Firstbeat合作，他們能取得我們預(yù)先計(jì)算的信息，添加分析以及為使用者提供智能執(zhí)行方案?！?/p>

其新型傳感器中樞BHV250與BHV160整合了3個(gè)六軸MEMS慣性傳感器以及一個(gè)加速度計(jì)；BHV160還內(nèi)含一個(gè)陀螺儀。那些傳感器是圍繞著B(niǎo)osch Sensortec自家設(shè)計(jì)的DSP──Fuser Core所設(shè)計(jì)，執(zhí)行Firstbeat的生命體征分析軟件；該公司表示，新型傳感器中樞將實(shí)現(xiàn)動(dòng)作補(bǔ)償生命體征監(jiān)測(cè)、活動(dòng)識(shí)別應(yīng)用，還有以手勢(shì)識(shí)別為基礎(chǔ)的使用者界面。

Bosch Sensortec的新一代傳感器中樞平臺(tái)

而ST新發(fā)表的六軸MEMS慣性傳感器模組LSM6DSL與LSM6DSM，則號(hào)稱(chēng)提供創(chuàng)新的電源管理、改善的陀螺儀設(shè)計(jì)，以及具能源效益的信息批次處理，號(hào)稱(chēng)能比該公司目前元件節(jié)省五成功耗；新元件的超低功耗設(shè)計(jì)將加強(qiáng)智能手機(jī)“永不關(guān)機(jī)”的功能。

ST進(jìn)一步解釋?zhuān)?a href="http://ttokpm.com/article/zt/" target="_blank">最新的傳感器提升了陀螺儀的精度，能支持光學(xué)防抖、虛擬位置檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別等強(qiáng)化的使用者體驗(yàn)，并改善了以加速度計(jì)驅(qū)動(dòng)的計(jì)步器功能。

傳感器中樞領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)格局

在被問(wèn)到目前傳感器中樞領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)格局時(shí)，Bosch Sensortec的Finkbeiner表示，該市場(chǎng)現(xiàn)在分成三個(gè)陣營(yíng)；在較高端方案的部分，例如ST正采用其微控制器提供更精密的解決方案，而在屬于入門(mén)方案的部分，有Invensense在傳感器中樞采用狀態(tài)機(jī)（state machine）。 至于Bosch Sensortec則是將自己界定在上述兩者之間。

Finkbeiner表示，微控制器供應(yīng)商如ST、Atmel傾向于以自家的MCU來(lái)定義并建立傳感器中樞，但：“我們的方法不一樣。我們是找一家MCU供應(yīng)商，告訴他們我們的傳感器中樞需要的存儲(chǔ)器以及功耗條件；”依據(jù)不同的使用案例：“我們?yōu)槊總€(gè)特定應(yīng)用的傳感器節(jié)點(diǎn)，調(diào)整其智慧功能、軟件與MCU性能。”

不過(guò)Yole的Girardin看法有些不同：“老牌傳感器供應(yīng)商（如Bosch、ST）對(duì)自家的傳感器有深厚的了解，能充分發(fā)揮元件的潛能；其困難度在于設(shè)計(jì)具效益的ASIC以及上面執(zhí)行的軟件，”而這種方案需要在軟件與芯片設(shè)計(jì)方面的投資，才能實(shí)現(xiàn)具效益的解決方案。

傳感器中樞的附加值正由硬件轉(zhuǎn)向軟件

“我們聽(tīng)說(shuō)Bosch Sensortec大幅擴(kuò)充了軟件團(tuán)隊(duì)，聚焦傳感器融合以及通過(guò)傳感器提供的功能；”Yole的Girardin表示，在另一方面，包括Atmel、NXP（即Freescale）、Qualcomm與ARM等則更偏向以微控制器為導(dǎo)向，他們對(duì)芯片設(shè)計(jì)以及相關(guān)軟件有深入的了解。

根據(jù)Girardin的觀察，最近幾個(gè)月慣性傳感器的價(jià)值，已經(jīng)大幅從單一元件轉(zhuǎn)向組合元件，但三軸甚至六軸組合元件的價(jià)格正在狂跌，MEMS傳感器廠商應(yīng)該要視此情況為早期的警訊：“他們需要了解，產(chǎn)品的價(jià)值來(lái)自于提供某個(gè)功能的能力，包括擁有實(shí)現(xiàn)該功能的軟件；”而不是只有傳感器本身。

他警告MEMS廠商要搞清楚他們賣(mài)的是什么，是元件還是功能？ 這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)椋骸八麄儺a(chǎn)生長(zhǎng)期利潤(rùn)的能力正面臨危險(xiǎn)?！?/p>

發(fā)展瓶頸何在？

Bosch Sensortec與ST都強(qiáng)調(diào)他們的新產(chǎn)品是“高度微型化”以及低功耗設(shè)計(jì)；對(duì)此Yole的Girardin表示，如此發(fā)展只能說(shuō)很自然，因?yàn)樵诳纱┐魇?可攜式應(yīng)用領(lǐng)域，一個(gè)主要的限制就是空間有限。

不過(guò)當(dāng)然，“較大的傳感器意味著更高的敏感度，但也會(huì)消耗更多功率；”Girardin解釋?zhuān)骸半姵氐南拗仆苿?dòng)產(chǎn)業(yè)朝更大程度最佳化發(fā)展，甚至在硬件方面，通過(guò)封裝的創(chuàng)新或是訴求低功耗的新設(shè)計(jì)。”

傳感器四大需求

這照例是折衷的問(wèn)題；Girardin表示：“你想要最小、性能又更好的傳感器，但這兩個(gè)條件真的很難兼得?！奔热煌昝赖膫鞲衅魇莻€(gè)“狂想”，他建議傳感器供應(yīng)商從另一個(gè)角度來(lái)看市場(chǎng)：“我們認(rèn)為真正的瓶頸在于使用案例；”而這個(gè)答案的問(wèn)題是：“你要用傳感器來(lái)做什么？”

傳感器中樞的轉(zhuǎn)變

目前市面上有許多不同的傳感器類(lèi)別，包括慣性傳感器、環(huán)境傳感器與光學(xué)傳感器；新出現(xiàn)的挑戰(zhàn)是如何集成不同的傳感器，而且將它們放進(jìn)狹小的空間中。

不同類(lèi)別的傳感器集成形式

依據(jù)不同的終端產(chǎn)品，有一些組合傳感器能被嵌入，有一些則不行；“舉例來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為在大部分的智能手機(jī)中能嵌入各種形式的傳感器中樞，但也會(huì)有一些專(zhuān)為可穿戴設(shè)備應(yīng)用設(shè)計(jì)的特定傳感器中樞，像是醫(yī)療保健/生命體征傳感器中樞?！?/p>

此外Girardin也預(yù)測(cè)光學(xué)傳感器/模組的崛起，指出目前智能手機(jī)每年升級(jí)的攝像頭模組都只是拍照，但未來(lái)該類(lèi)裝置的功能將由影像獲取轉(zhuǎn)為傳感：“我們認(rèn)為該類(lèi)傳感器的成長(zhǎng)速度將遠(yuǎn)高于預(yù)期?！?br /> ? ? ? ?責(zé)任編輯:pj