اطلاعات عمومی
- نام تراشه: BHI160B Smart Sensor Hub
- سازنده: Bosch Sensortec
- مهمترین ویژگی کلیدی: BHI160B – هاب حسگر هوشمند با IMU شش محوره، هسته Fuser یکپارچه، حسگر همیشه روشن با توان مصرفی پایین، و پکیج کوچک ۲.۲x۲.۲ میلیمتری.
- دستهبندی عملکردی: هاب حسگر هوشمند / حسگر IMU
- توضیحات فنی کوتاه: BHI160B یک هاب حسگر هوشمند است که یک شتابسنج ۳ محوره، یک ژیروسکوپ ۳ محوره و یک میکروکنترلر Fuser Core با توان مصرفی فوقالعاده پایین را یکپارچه میکند. این ویژگی، پردازش حسگر همیشه روشن و کممصرف و الگوریتمهای پیشرفته ادغام حسگرها را ممکن میسازد. این تراشه، دادههای ادغامشده حسگر و خروجیهای تشخیص فعالیت را به پردازنده میزبان ارائه میدهد و به طور قابل توجهی مصرف برق کلی سیستم را کاهش میدهد.
فلسفه طراحی
BHI160B برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد برای دستگاههای کممصرف و آگاه به محیط، با ارائه یک راهحل یکپارچه و اختصاصی برای پردازش و ادغام دادههای حسگر، طراحی شده است. این تراشه، چالش فنی اجرای مداوم الگوریتمهای پیچیده حسگر بر روی پردازنده اصلی برنامه را که میتواند منجر به مصرف توان بالا و کاهش عمر باتری شود، کاهش میدهد. با تعبیه یک میکروکنترلر Fuser Core، این دستگاه حسگر همیشه روشن و محاسبات کارآمد دادههای حرکتی را فعال میکند، بار کاری را از CPU میزبان برمیدارد و طراحی سیستم را برای برنامههای حسگری پیشرفته ساده میکند.
توضیحات کلی
BHI160B یک هاب حسگر هوشمند بسیار یکپارچه است که برای برنامههای کاربردی آگاه به محیط طراحی شده است. این تراشه، یک واحد اندازهگیری اینرسی (IMU) شش محوره با عملکرد بالا، شامل یک شتابسنج ۳ محوره و یک ژیروسکوپ ۳ محوره، را با یک میکروکنترلر Fuser Core تعبیهشده ترکیب میکند.
این دستگاه مهندسی شده است تا پردازش دادههای حسگر و الگوریتمهای پیچیده ادغام حسگر را از پردازنده اصلی برنامه، کاهش دهد. این قابلیت پردازش اختصاصی امکان مدیریت کارآمد حسگرهای مختلف حرکتی و محیطی را بدون نیاز به مداخله مداوم CPU میزبان فراهم میکند.
نقش اصلی آن در یک سیستم الکترونیکی این است که به عنوان یک رابط هوشمند عمل کرده و جریانهای داده حسگر از پیش پردازششده و ادغامشده را تحویل دهد. این رویکرد با کاهش بار محاسباتی روی پردازنده اصلی میزبان، کارایی کلی سیستم را افزایش میدهد.
کاربردها
- کاربردهای آگاه به محیط
- ساعتهای هوشمند و دستگاههای پوشیدنی
- واقعیت افزوده / واقعیت مجازی (AR / VR)
- گوشیهای موبایل، تبلتها
- ناوبری داخلی (محاسبه موقعیت با استفاده از مسیر پیموده شده برای عابر پیاده)
ویژگیهای کلیدی
- میکروکنترلر Fuser Core یکپارچه برای ادغام حسگر و تشخیص فعالیت.
- شتابسنج ۳ محوره کممصرف و با کارایی بالا با محدودههای قابل تنظیم (تا ±۱۶g).
- ژیروسکوپ ۳ محوره کممصرف و با کارایی بالا با محدودههای قابل تنظیم (تا ±۲۰۰۰ dps).
- قابلیت اتصال برای حسگرهای خارجی از طریق رابط I2C ثانویه.
- واحد اختصاصی زمانبندی MEMS و مدیریت توان.
- موتور وقفه قابل برنامهریزی برای پردازش رویداد محور.
- رابط میزبان انعطافپذیر: SPI (تا ۱۰ مگاهرتز) یا I2C (تا ۳.۴ مگاهرتز).
- پکیج LGA کوچک ۱۶ پین (۲.۲ x ۲.۲ x ۰.۸ میلیمتر مکعب).
- حسگر دمای داخلی.
- پشتیبانی از عملکردهای آگاه به محیط Android Lollipop و نسخههای بالاتر.
مزایا
- امکان کاربردهای حسگر همیشه روشن با مصرف توان فوقالعاده پایین را فراهم میکند.
- بار پردازنده میزبان را با انجام ادغام حسگر و تشخیص فعالیت به صورت داخلی کاهش میدهد.
- به دلیل پکیج کوچک و میکروکنترلر تعبیهشده، یک راهحل فشرده و بسیار یکپارچه ارائه میدهد.
- طراحی سیستم را با ارائه یک موتور ادغام حسگر از پیش کالیبره شده و یکپارچه شده، ساده میکند.
- قابل گسترش با حسگرهای خارجی، که انعطافپذیری طراحی را برای کاربردهای مختلف ارائه میدهد.
محدودیتها
- برای پروفایلهای کاربردی خاص، نیاز به برنامهریزی اولیه یا بارگذاری اولیه firmware بر روی Fuser Core دارد.
- دارای تعداد محدودی رابط برای حسگرهای خارجی است (تنها یک پورت I2C ثانویه).
- ممکن است برای پیکربندیهای مجدد پیچیده یا بهروزرسانیهای firmware به مداخله MCU میزبان نیاز داشته باشد.
مشخصات فنی کلیدی
| Specification | Value | Unit |
|---|---|---|
| Supply Voltage (VDD) | 1.71 to 3.6 | V |
| I/O Supply (VDDIO) | 1.2 to 3.6 | V |
| Current Consumption (Typical, 6-axis full performance) | 1.4 | mA |
| Accelerometer Range | ±2, ±4, ±8, ±16 | g |
| Gyroscope Range | ±125, ±250, ±500, ±1000, ±2000 | dps |
| Accelerometer Noise Density | 130 (Typical) | µg/√Hz |
| Gyroscope Noise Density | 6 (Typical) | mdps/√Hz |
| Operating Temperature Range | -40 to +85 | °C |
| Host Interfaces | SPI (up to 10 MHz), I2C (up to 3.4 MHz) | N/A |
| Package Type | 16-pin LGA, 2.2 x 2.2 x 0.8 mm³ | N/A |
معماری داخلی
معماری داخلی BHI160B حول یک میکروکنترلر Fuser Core متمرکز است که شامل ROM و RAM اختصاصی برای firmware و الگوریتمهای ادغام حسگر است. این Fuser Core به طور مستقیم با هستههای حسگر شتابسنج ۳ محوره و ژیروسکوپ ۳ محوره یکپارچه شده، که امکان جمعآوری و پردازش کارآمد دادهها را فراهم میکند. توزیع توان توسط یک واحد مدیریت توان داخلی مدیریت میشود، در حالی که یک واحد زمانبندی MEMS اختصاصی، عملکرد هماهنگ حسگر را تضمین میکند. ارتباط با یک پردازنده میزبان خارجی توسط یک رابط دیجیتال قابل پیکربندی، که از SPI یا I2C پشتیبانی میکند، انجام میشود. علاوه بر این، یک رابط I2C ثانویه برای تسهیل اتصال و جمعآوری داده از حسگرهای محیطی خارجی یا سایر حسگرهای MEMS ارائه شده است.
سوالات فنی متداول
- س: وظیفه اصلی Fuser Core در BHI160B چیست؟
- ج: Fuser Core یک میکروکنترلر یکپارچه با توان مصرفی فوقالعاده پایین است که به طور خاص برای اجرای الگوریتمهای پیچیده ادغام حسگر، تشخیص فعالیت و عملکردهای آگاه به محیط طراحی شده است و بدین ترتیب این وظایف محاسباتی را از پردازنده اصلی میزبان برمیدارد.
- س: چگونه میتوان حسگرهای خارجی را با BHI160B یکپارچه کرد؟
- ج: BHI160B دارای یک رابط I2C ثانویه است که امکان اتصال و جمعآوری داده از حسگرهای خارجی مختلف مانند مغناطیسسنجها، حسگرهای فشار یا حسگرهای نور محیط را فراهم میکند. دادههای این حسگرها میتوانند سپس در کنار دادههای IMU داخلی برای ادغام حسگر پیشرفتهتر استفاده شوند.
- س: BHI160B چه مکانیزمهایی برای صرفهجویی در مصرف توان برای کاربردهای همیشه روشن به کار میگیرد؟
- ج: این دستگاه از Fuser Core اختصاصی و مدیریت توان هوشمند خود برای نگه داشتن پردازنده اصلی میزبان در حالت کمتوان استفاده میکند. با پردازش دادههای حسگر و تولید وقفه تنها زمانی که رویدادهای مهم یا دادههای ادغامشده آماده هستند، مصرف کلی توان سیستم را برای وظایف حسگری همیشه روشن به حداقل میرساند.
قطعات مشابه / جایگزین
- شماره قطعه: BHI260AB, سازنده: Bosch Sensortec, شباهت: هاب حسگر هوشمند نسل بعدی با IMU شش محوره و Fuser2 Core پیشرفته.
- شماره قطعه: BHA260AB, سازنده: Bosch Sensortec, شباهت: هاب حسگر هوشمند با شتابسنج ۳ محوره و Fuser2 Core برای حسگر همیشه روشن.
- شماره قطعه: BMI160, سازنده: Bosch Sensortec, شباهت: IMU شش محوره با کارایی بالا (شتابسنج + ژیروسکوپ) در یک پکیج فشرده و بدون Fuser Core یکپارچه.
جدول منابع
| نوع منبع | لینک رسمی سازنده |
|---|---|
| دیتاشیت | دیتاشیت BHI160B Smart Sensor Hub (BST-BHI160B-DS000-02) |
| بروشور محصول | صفحه محصول BHI160B |
| نکات کاربردی | N/A |
این بخش به منظور معرفی آیسیهای مهم و پرکاربرد، با هدف افزایش آشنایی طراحان و علاقهمندان به الکترونیک، تهیه شده است. لطفاً توجه داشته باشید که لزوماً همه قطعات معرفیشده در اینجا بخشی از سبد محصولات ما نیستند؛ با این حال، در صورت نیاز، میتوانید درخواست تامین قطعه خود را با ما از طریق orders@gebrabit.com در میان بگذارید.