ST :自帶AI機(jī)器學(xué)習(xí)的MEMS了解一下
你知道嗎?每2個(gè)手機(jī)中就有1顆ST MEMS傳感器,每3臺(tái)車(chē)載導(dǎo)航儀中就有1顆ST MEMS傳感器,每2個(gè)DRAM中就有1顆ST MEMS傳感器,你身邊的電子設(shè)備處處都有ST的影子。
作為全球最大的半導(dǎo)體公司之一的意法半導(dǎo)體(簡(jiǎn)稱(chēng)ST),僅MEMS傳感器部門(mén)就有400名員工,總出貨量達(dá)150億,截止到2018年專(zhuān)利已達(dá)145個(gè),擁有150個(gè)產(chǎn)品和軟件庫(kù),晶圓廠可提供雙產(chǎn)能供貨,2018年更是完成了每日600萬(wàn)片的高出貨量,為全球30,000多加客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)模擬和MEMS產(chǎn)品部市場(chǎng)經(jīng)理許永剛
自帶AI功能的新一代傳感器
無(wú)論是5G還是IoT以及熱度不減的智能駕駛都在要求MEMS傳感器能夠功耗更低,性能更高。ST通過(guò)運(yùn)用人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)研發(fā)出了最新一代的傳感器,可提高系統(tǒng)整體性能,釋放開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)潛力。
近日ST宣布研發(fā)出了可機(jī)器學(xué)習(xí)的LSM6DSOX 傳感器,LSM6DSOX 傳感器內(nèi)部集成一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)核,可根據(jù)已知運(yùn)動(dòng)模式對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理,接替主處理器處理運(yùn)動(dòng)跟蹤的第一階段任務(wù),這種方法可以節(jié)能降耗,加快健身記錄、健康監(jiān)測(cè)、個(gè)人導(dǎo)航、跌倒檢測(cè)應(yīng)用等運(yùn)動(dòng)類(lèi)應(yīng)用程序的運(yùn)行速度。
配備意法半導(dǎo)體LSM6DSOX的設(shè)備可以為用戶帶來(lái)便利、響應(yīng)迅速的“永遠(yuǎn)開(kāi)啟”的使用體驗(yàn),且對(duì)電池續(xù)航時(shí)間沒(méi)有太大影響。LSM6DSOX相對(duì)于傳統(tǒng)傳感器相比,增添了更大的FIFO內(nèi)存空間,并配備最先進(jìn)的高速I(mǎi)3C數(shù)字接口,使得傳感器與主控制器的交互間隔更長(zhǎng),連接時(shí)間更短,節(jié)能省電效果更好。
l 該傳感器易于集成到主流移動(dòng)平臺(tái)(例如:Android和iOS)上,可簡(jiǎn)化消費(fèi)、醫(yī)療和工業(yè)智能設(shè)備使用流程。LSM6DSOX包含一個(gè)3D MEMS加速度計(jì)和3D MEMS陀螺儀,并使用機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)核跟蹤復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),具備市場(chǎng)上功耗最低的慣性測(cè)量單元 (雙模高性能功耗0.55 mA ),傳感器硬件運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法節(jié)能10到1000倍(相對(duì)于應(yīng)用處理器方法)。
l 機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)核與傳感器集成的有限狀態(tài)機(jī)邏輯(finite-state machine logic)協(xié)同工作,執(zhí)行運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別或振動(dòng)檢測(cè)功能。使用LSM6DSOX創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)跟蹤產(chǎn)品,可以用開(kāi)源PC應(yīng)用程序Weka,或者云端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)核進(jìn)行決策樹(shù)分類(lèi)培訓(xùn),從樣本數(shù)據(jù)生成設(shè)置參數(shù)和限值,例如,用于表征被檢測(cè)運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的加速度、速度和磁傾角。
l 因?yàn)橹С肿杂陕潴w檢測(cè)、喚醒、6D/4D方向檢測(cè)、單擊和雙擊中斷,LSM6DSOX可用于運(yùn)動(dòng)跟蹤外的其它的多種應(yīng)用,例如,用戶界面管理和筆記本電腦保護(hù)。輔助輸出和配置選項(xiàng)還簡(jiǎn)化其光學(xué)防抖(OIS)應(yīng)用。
為什么將人工智能加入到MEMS傳感器中?
人工智能解決方案可提高檢測(cè)能力20%,50%識(shí)別速度,而且設(shè)置簡(jiǎn)便,只需5個(gè)步驟:
1. 用戶定義要識(shí)別的類(lèi)
2. 為每個(gè)類(lèi)采集日志數(shù)據(jù)
3. 定義與要識(shí)別類(lèi)的最匹配的特征
4. 機(jī)器學(xué)習(xí)工具根據(jù)這些日志和特征生成可在LSM6DSOX上運(yùn)行的決策
5. 配置LSM6DSOX,然后運(yùn)行程序
就這么簡(jiǎn)單!
ST:20年MEMS發(fā)展歷史,用實(shí)力說(shuō)話
一張圖感受下,ST MEMS的20年發(fā)展歷史:
MEMS最初設(shè)計(jì)是用于工業(yè)設(shè)備和汽車(chē)用品的,隨著時(shí)間的推移,ST已經(jīng)有了較完善的傳感器供應(yīng),MEMS 主要分為兩部分:一部分是傳感器,就是我們耳熟能詳?shù)募铀俣取⑼勇輧x;另一部分是致動(dòng)器,這也是MEMS的重要組成部分。ST作為一個(gè)IDM的半導(dǎo)體公司,擁有完整的研發(fā)生產(chǎn),雖然這兩項(xiàng)原理是正反的關(guān)系,但在真正的設(shè)計(jì)和工藝上,是可以復(fù)用的。
2005 年ST首個(gè)3軸加速度計(jì)研發(fā)成功,2008年iOS平臺(tái)獲獎(jiǎng)產(chǎn)品被手機(jī)廣泛采用,2014
年更是應(yīng)對(duì)強(qiáng)大的市場(chǎng)目標(biāo):對(duì)Android提供了友好支持。
ST的壓力傳感器運(yùn)用自己獨(dú)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn)最高性能,在高壓力條件下,線性良好;在量程范圍內(nèi),靈敏度更高。ST采用獨(dú)有的一次成型的封裝技術(shù),經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)的封裝技術(shù),出貨量超過(guò)3億片。
ST的MEMS傳感器系列繁多,在工業(yè)4.0、高端工業(yè)和智能駕駛領(lǐng)域都有專(zhuān)門(mén)的MEMS傳感器。同時(shí)有完整的MEMS軟件解決方案,從驅(qū)動(dòng)程序到軟件開(kāi)發(fā)工具,包括底層驅(qū)動(dòng)程序、X-CUBE-MEMS-XT1、軟件庫(kù)和AlgoBuilder工具。
小結(jié):
ST 在消費(fèi)電子市場(chǎng)的MEMS領(lǐng)域大獲成功,不過(guò)目前這一市場(chǎng)也步入成熟期,總量巨大但增幅卻緩慢。ST 認(rèn)為,隨著物聯(lián)網(wǎng)智慧工業(yè)、智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)加速崛起,將為MEMS市場(chǎng)帶來(lái)新的活力。