飞思卡尔传感器差异化设计应用与方案 - 全文

1. 传感器技术的发展和应用趋势

用飞思卡尔的加速度传感器检测洗衣机震动、自动调节投影仪的水平位置、遥控器换频道、调节音量、手机游戏手柄；用压力传感器检测洗衣机的水位、测量高度信息和温度信息；用触摸传感器代替按键、检测人体是否接近，等等这一切，都表明传感器在手机、智能本、游戏、导航仪、网络电视、家电、医疗甚至物流等方面的应用正以爆炸式增长的态势发展。从只含单一传感器到集多种传感器于一体的多传感解决方案，正在突破传统的产品设计理念。新型的应用与商业模式也都同时被无数小小的传感器所撬动。传感器给现代终端产品在智能化和用户体验方面的突破提供了新的可能。研究半导体技术、电子产品设计、工业设计、UI设计、商业研究、媒体与传播等各个行业的人士都应该关注传感器技术的发展与应用。

传感器技术正经历着从单一到融合，从个体到系统，再到更高层次智能平台解决方案的过程。以智能终端上的应用为例，随着用户体验要求的提高，在一个产品上配备加速度传感器、地磁传感器、触摸传感器、陀螺仪、高度计等两个或者三个以上传感器，已逐渐成为主流趋势。由此对传感器厂商和系统设计带来的挑战包括：

传感器的技术分支多而不同，对厂商的技术储备要求高，能否提供全面的传感器产品线和系统方案，对传感器供应商是个挑战。

在一个小尺寸的手持终端产品上要带三个或以上的传感器，这对传感器的集成度、封装技术和成本控制都提出了更高的要求。

如何在传感器上集成并内置常用及特色的功能，能够简化系统设计和优化方案集成，这也是一个优秀传感器产品的关键指标。

在主控制器资源有限的条件下，如何能够实现多传感器的融合、智能感知外界环境、实现更高层级和更具价值的智能感知体系，则是传感器应用发展的挑战和机遇。

该体系催生出集成本地MCU智能运算和存储能力的多传感器子系统，或者是传感系统协处理器。MCU集成能力及系统解决方案也是传感器厂商面临的挑战。

高级的性能，高灵敏度，低噪声，低功耗，有竞争力的成本和ASP，优秀的客户应用支持也是在市场上成功的关键。

综上所述，传感器厂商的最终竞争力将在于包括传感器技术实力、MCU和系统解决方案技术的综合实力比拼。飞思卡尔的优势恰恰在于它在传感器、MCU、操作系统和整体系统等多方面的积累。

2. 传感器在智能遥控器的差异化应用与解决方案

产品差异化和用户体验的提升是消费类产品非常重要的成功因素。以目前市场上非常流行的手机、游戏控制器、智能本、电子书、智能遥控器等为例，加速度传感器、触摸传感器、地磁传感器等都得到了非常普遍的应用。而且应用的层次也逐渐从简单的切换屏幕到用户体验更高层次的融入，并引领相关产品的设计与创新。

下面将以带鼠标跟踪触摸板功能的遥控器解决方案为例，介绍传感器产品给传统遥控器所带来的革命。

随着互联网电视兴起，电视逐渐从一个简单的单向播放设备变成了一个人机交互性非常强的信息终端。除了简单的切换频道、调节音量之外，用户可以通过互联网电视进行包括节目点播、人机对打游戏、网络购物等更多的人机操作。传统的遥控器已经很难满足这种需求了，而传感器在此可以发挥充分的作用。

在带鼠标跟踪触摸板功能的遥控器解决方案中，加速度传感器和带接近检测功能的触摸传感器可以给用户体验带来重要的升级。

以飞思卡尔MPR121为例，首先介绍带接近检测功能的触摸传感器的应用。利用MPR121配合软件算法实现一款低成本，性能优良的遥控器鼠标跟踪触摸板。它具有类似于笔记本电脑鼠标触摸板功能，手指在触摸板上移动，实现光标的高精度定位。同时，它还具有低功耗，低成本，经久耐用等特点。

MPR121是飞思卡尔的第二代低功耗智能触摸传感器。它提供了12个通道和内置独立的智能控制处理引擎，具有很强的扩充能力实现，可以非常方便的实现从低成本简单按键到复杂的触摸应用。其关键特性包括：

1） 低功耗

MPR121 提供了业界极低的29 μA运行电流和3uA待机电流，非常适合于电池供电的手持设备应用

2） 智能配置

MPR121具备自动配置和完善的滤波处理，集成了所有基本的电容触摸检测处理，工程师可以用它快速完成复杂的触摸设计

3） 带有接近功能

对于节电要求高的终端产品，如手机、电子书、遥控器等，飞思卡尔的MPR031和MPR121产品可以通过检测人体是否接近来判断用户是否正在使用或正要使用终端产品，从而帮助系统决定是否打开或关闭电源或某些设备。从而达到节能的目的。

4） 灵活可靠

MPR121同时拥有低成本和灵活可靠的特点，可以实现从简单到复杂的应用。

以上特点对于成本敏感、功耗要求高、产品设计周期短的系统都非常适合。

在遥感器中，MPR121的典型应用包括触摸按键、触摸滑动条、触摸转轮、触摸板、接近检测、握持检测等。

MPR031与MPR121可应用的产品领域还包括移动电话、媒体播放器、计算机外设、GPS导航仪、智能本，上网本、电子书、AV系统、机顶盒、打印机、家电、智能家居、智能玩具、医疗设备等。

而配合以飞思卡尔的加速度传感器，如MMA845x系列，还可以在该遥控器上实现倾斜控制、敲击选择/按键取代、手势检测等功能。

3. 飞思卡尔传感器的特点和优势

飞思卡尔传感器具有超过30年的技术积累，其产品在包括汽车、工业、消费类等方面具有非常广泛的应用。飞思卡尔产品最显著的特点和优势包括：

飞思卡尔具有扎实的技术积累，在多种传感器技术，如加速度传感器、压力传感器、触摸传感器、以及地磁、陀螺仪等方面都有厚实的积累；可以为客户提供完整的传感器解决方案

飞思卡尔传感器在性能、高灵敏度、低噪声、低功耗、成本和ASP等方面都处在业界的领先水平

基于包括传感器技术、微处理器技术和系统在内的传统优势，飞思卡尔致力于更高层次的智能传感器平台技术和产品的开发，必将为客户的差异化设计提供更广阔的平台

飞思卡尔传感器还和飞思卡尔的包括i.MX处理器、RF4CE、微处理器等产品一起组成包括智能手机、遥控器、医疗、智能本、电子书、家用电器等的完整解决方案。帮助客户减少产品推向市场的时间。

集成32位MCU的智能传感器平台MMA9550L系列产品正是未来传感器发展趋势的体现，也是飞思卡尔在该方面的综合实力的象征。

飞思卡尔拥有目前面向消费工业类市场的代表最高性能和性价比的产品，如MMA845x，MMA955x系列，超低功耗MPR121电容式触摸传感器，数字大气压力传感器（高度计、温度计）等产品。还在上海设立亚太传感器应用支持中心和触摸传感器全球支持中心，可以满足亚洲范围最快速和全面的支持。这对客户进行差异化设计都是至关重要的资源，也是飞思卡尔的优势。

4. 传感器的未来发展趋势及飞思卡尔的相关产品和技术路线图

飞思卡尔将继续致力于定义一个传感体验的新时代。它将基于Xtrinsic技术的传感器系列进行巧妙而智能的逻辑组合并配合定制软件帮助客户开发更智能而差异化的应用。下图正是对飞思卡尔传感器智能平台和发展路线的诠释。

基于以上的理念，传感器将提取尽可能多的环境信息帮助智能决策，而不仅仅是转换一个信号。飞思卡尔Xtrinsic系列传感器的关键信息包括：情景感知，提取尽可能多的环境信息帮助智能决策，而不仅仅是转换一个信号；智能集成，提高多传感器输入、逻辑模块之间的融合并提供更具价值的传感系统方案；可定制的软件，可定制的软件帮助客户设计真正需要的功能。