ICM-20948芯片详解（2）

接前一篇文章：ICM-20948芯片详解（1）

二、详述

ICM-20948是一款9轴运动跟踪设备，全部采用3x3x1mm QFN封装。ICM-20948是一个多芯片模块（MCM），由集成在单个QFN封装中的两个管芯组成。一个芯片内装有3轴陀螺仪、3轴加速计和数字运动处理器（DMP）。另一个模具容纳了旭化成微电子公司（Asahi Kasei Microdevices Corporation）的AK09916三轴磁力计。

注：实际上是将加速度计、陀螺仪 + 磁力计的方案。

该设备支持以下功能：

• 大小为512字节的FIFO（FIFO大小将根据DMP功能集而有所不同）
• 运行时校准
• 增强的FSYNC功能可改善EIS等应用程序的时序

ICM-20948器件具有9轴集成、片上DMP和运行时校准固件，使制造商能够消除分立器件的昂贵和复杂的选择、鉴定和系统级集成，保证消费者的最佳运动性能。

陀螺仪的可编程满标度范围为±250 dps、±500 dps、±1000 dps和±2000 dps；加速计的用户可编程加速计满量程范围为±2g、±4g、±8g和±16g。两个传感器的出厂校准初始灵敏度降低了生产线校准要求。

其它关键功能包括片上16位ADC、可编程数字滤波器、嵌入式温度传感器和可编程中断。该设备具有I2C和SPI串行接口，VDD工作范围为1.71V至3.6V，以及一个单独的数字IO电源，VDDIO从1.71V到1.95V。

与设备所有寄存器的通信是使用高达100 kHz（标准模式）或高达400 kHz（快速模式）的I2C或高达7 MHz的SPI进行的。

通过利用其获得专利且经过批量验证的CMOS-MEMS制造平台，该平台通过晶片级键合将MEMS晶片与配套的CMOS电子器件集成在一起。InvenSense已将封装尺寸缩小到3 mm x 3 mm x 1 mm（24针QFN）的占地面积和厚度，以提供非常小但高性能、低成本的封装。该设备通过支持20000g的冲击可靠性提供了高鲁棒性。

1. 特性

（1）陀螺仪特性

ICM-20948中的三轴MEMS陀螺仪包含以下特性：

• 数字输出X、Y和Z轴角速率传感器（陀螺仪），用户可编程满标度范围为±250 dps、±500 dps、±1000 dps和±2000 dps，以及集成的16位ADC
• 用户可选择ODR；用户可选择的低通滤波器
• 自检

（2）加速度计特性

ICM-20948中的三轴MEMS加速度计包含以下特性：

• 数字输出X、Y和Z轴加速计，可编程满量程范围为±2g、±4g、±8g和±16g，集成16位ADC
• 用户可选择ODR；用户可选择的低通滤波器
• 应用处理器低功耗运行时的唤醒运动中断
• 自检

（3）磁力计特性

ICM-20948中的三轴MEMS磁强计包括广泛的功能：

• 带磁集中器的三轴硅单片霍尔效应磁传感器
• 宽动态测量范围，高分辨率，低电流消耗
• 16位输出数据分辨率
• 满量程测量范围为±4900µT
• 具有内部磁源的自检功能，以确认最终产品上的磁传感器运行情况

（4）DMP特性

ICM-20948中的DMP包括以下功能：

• 从主处理器卸载运动处理算法的计算（在芯片上进行计算，从而省去了主机的算力）。DMP可用于最小化功耗、简化时序、简化软件架构，并在主机处理器上节省宝贵的MIPS以用于应用程序
• DMP能够实现加速度计、陀螺仪和指南针的超低功耗运行时间和背景校准，为通过传感器融合生成的物理和虚拟传感器保持传感器数据的最佳性能。这使得在设备的整个生命周期内，所有支持传感器的应用程序都能获得最佳的用户体验
• DMP功能简化了软件架构，缩短了上市时间
• DMP功能独立于操作系统、平台和架构，几乎支持任何AP、MCU或其它嵌入式架构

（5）附加特性

ICM-20948包括以下附加特性：

• I2C最高可达100 kHz（标准模式）或400 kHz（快速模式），SPI最高可达7 MHz，用于与寄存器通信
• 用于从外部传感器（如磁力计）读取数据的辅助主I2C总线
• 数字输出的温度传感器
• 20000g耐冲击
• MEMS结构在晶片级密封和粘合
• 符合RoHS和绿色标准

更多内容请看下回。