TM

September 2013

2 TM

ナビゲーション 位置情報サービス 新ユーザ・インターフェース

ゲーム 健康管理 運転サポート

3 TM

• 体の動きと人体の情報認識

• ツールおよび機器/装置との意思の伝達

• 装置を自力で動作させる事を可能にする

• 周囲環境の情報認識

機器 周囲環境

人

動作、反応

姿勢、歩行、歩調

生体情報

感情

位置、動作

速度、軌道

衝撃、力

位置、高度、

温度、湿度

明るさ、音

4 TM

意思の疎通/状況認識 パーソナル・ゲートウェイ インターネット・サービス

動作

反応

感情

姿勢

生体情報

軌道

衝撃

速度

力

反応

エンターテイメント

位置

高度

温度

湿度

明るさ

音

ナビゲーション

ソーシャル・ネットワーク

エンターテイメント

健康管理

セキュリティ

拡張現実（AR)

low energy WLAN

Cellular

data

人

機器

周囲環境

5 TM

工業機器

携帯電話

• 電力メータ

• 運行モニタ

• 電動工具

• 方向検知

• スクロールの為の傾き検知

• ジェスチャ検知

• 歩数計/位置検出

医療機器

ゲーム機

• 血圧計

• 持続的軌道陽圧装置（睡眠時無呼吸） • 吸入器/人工呼吸器

• 方向検知

• コントロールの為の傾き検知

• 選択やボタンの置き換えの為のタップ検知

• ジェスチャ検知

6 TM

• 信号を変換するだけに留まらない、インテリジェントな状態/状況検出を実現します。

Xtrinsic センシング・ソリューションは

• 高レベルのインテリジェンス

• 高レベルの集積化

を実現しています。

TM

8 TM

圧力測定の種類

• 差動タイプ：二つの圧力の差を測定

• ゲージ・タイプ ：大気圧との差を測定

• 絶対値タイプ：基準の圧力が内部に封印され、

もう一方の圧力との差を測定 Reference

• オフセット：圧力がゼロの時の電圧

（Voffのポイント）

• スパン：最大値からオフセットを引いた

電圧

• センシティビティ ：ラインの傾斜

単位当たりの圧力に対する出力電圧

変化(mV/kPa)

Full Scale Pressure

V F S S

V o f f

V o u t

S p a n

S e n s i t i v i t y

Zero Pressure

Pressure

Output Voltage

9 TM

パッケージ 3 x 5 x 1.1 mm LGA

供給状況

サンプル: 供給中

量産出荷: 量産中

開発ツール: 供給中

• 特徴

− IC内部のASIC部分で温度補正、高度の計算が可能

− ⇒MCUで係数を用いた温度補正や高度換算の計算が不要

• 仕様

− 高度分解能：＜0.3m

− 圧力分解能：1.5Pa

− 圧力範囲：20-110kPa

− 補正済み圧力範囲：50 – 110 kPa

− 電源電圧：1.95V to 3.6V

− サンプリング周波数：up to 140 Hz

− 消費電流:

スタンバイ・モード：2 μA

ローパワー・モード：8.5 µA at 1 Hz

− I²C インタフェース

• 代表的なアプリケーション

− 高精度高度計

− スマート・ホン/タブレット

− GPS アシスト

TM

11 TM

加速度センサにより動作や重力により発生した加速度を測定できます。

出来る事

• 機器にかかる重力加速度のベクトルをセンシングする事により、機器の重力に対する角度を検知する事ができます。

• 機器にかかる加速度をセンシングする事により、動きと静止および自由落下等を検知出来ます。

出来ない事

• 重力加速度と動作によって加えられた加速度を分離する事は出来ません。

• 重力ベクトル軸に対しての回転は検出できないので、水平方向の方位は検出できません。

12 TM

MMA865x MMA845x MMA8450 MMA8491 FXLN837x

2013年11月 量産予定

• デジタル出力

• 低価格

感度:1mg/count

• 高性能

• 高機能

−縦横検出

−ハイパス・フィルタ

−過渡（パルス）検出

• 小型パッケージ（2.0x2.0mm)

• デジタル出力

• 超高性能

感度:

0.25mg/count

• 高拡張機能

− FIFO

−検出角度設定可能な縦横検出

−ハイパス・フィルタ

−過渡（パルス）検出

• デジタル出力

• 低電圧動作

1.71-1.89V

• デジタル出力

• 超低消費電流

0.35uA/Hz

• 低価格

感度:1mg/count

• 工業向け周囲温度範囲

• アナログ出力

• 工業向け周囲温度範囲

民生向け 工業向け

13 TM

3軸加速度センサ

Facto

r o

f M

erit

Factor of

Merit*

& Features

Features

*消費電力および分解能

*

MMA8451Q

14 TM

• 特徴

− 低ノイズ密度 (<99ug/√Hz)

− オフセット温度特性

− 最高分解能 0.25mg/count

• 仕様

− 電源電圧：1.95V to 3.6V

− 設定可能測定レンジ：±2g/±4g/±8g

− サンプリング周波数 (ODR) ：800Hz to 1.563Hz

− I²C インタフェース＋インタラプト

− 縦横検出機能内蔵

− ハイパスフィルター内蔵

− FIFO内蔵

• 代表的なアプリケーション

− スマート・フォン/タブレット

− デジタルカメラ

− ノートPC

MMA8451Q 1.9V to 3.6V

±2g/±4g/±8g, 99µg/√Hz ノイズ

14 bit ディジタル出力

32段FIFO内蔵

縦横検出のトリップ角度設定可能t

MMA8452Q MMA8451Qに対して

－12Bitディジタル出力に制限

－FIFOなし

－縦横検出の角度は30/60°固定

MMA8453Q MMA8451Qに対して

－10Bitディジタル出力に制限

－FIFOなし

－縦横検出の角度は30/60°固定

供給状況

サンプル: 供給中

量産出荷: 量産中

開発ツール: 供給中

15 TM

TILT orientation

TAP

2TAP detection

MOTION threshold

FREE

FALL detection

TRANS-

IENT detection

AUTO

WAKE

POWER

SELECT

SYSTEM

POWER

SAVE

HIGH

PASS

FILTER

32

SAMPLE

FIFO

AUTO

SLEEP SLEEP

3-AXIS

DIGITAL

14-BIT

8-BIT ±2,4,8g

16 TM

• 縦横変換：プログラムした角度を検出してインタラプトを発生 − サンプリング回数を制限することにより消費電流を低減可能。

− 縦横の切りかえ角度ポイントのヒステリシスにより、反応速度の短縮

• ハイパス・フィルタ：素早い動きを検出

− 変化量の閾値を自由に設定できるので、タッピング検出の確度 を上げることができます。

• ±2g/±4g/±8g のレンジ設定が可能

− 2gアプリケーション: 縦横変換、迷路ゲーム、傾斜計、ローエンド歩数計

− 4gアプリケーション: ハイエンド歩数計、ハイエンドゲーム機 − 8gアプリケーション: 衝撃解析、ゲーム機 − ひとつの加速度センサで2gと8gレンジを切りかえることが出来、ローエンドとハイエンドのゲームに対応可能。

− 6方向のローgおよびハイg ジェスチャの検出

• タップおよびパルス検出

− 内蔵のノイズ低減機能にてタップ/パルスの誤検出を防止

− ノイズ低減機能は、閾値、タップのパターン、パルスのシーケンスの設定を最適に設定可能

Acceleration Point Input

High

Pass

Filter

Output

(3rd Derivative of Displacement) Programmable Threshold

Down

Up

Face Up

Face Down

Right Left

17 TM

• 特徴

− MMA845xとS/W互換の2x2パッケージ品

− 低ノイズ密度 (160ug/√Hz)

− オフセット温度特性

• 仕様

− 電源電圧：1.95V to 3.6V

− 設定可能測定レンジ：±2g/±4g/±8g

− 最高分解能 1mg/count

− サンプリング周波数 (ODR) ：800Hz to 1.563Hz

− I²C インタフェース＋インタラプト

− 縦横検出機能内蔵

− ハイパスフィルター内蔵

− FIFO内蔵

• 代表的なアプリケーション

− スマート・フォン/タブレット

− デジタルカメラ

− ノートPC

MMA8652FC 12bit output, 160ug/rHz noise

High Pass Filter w/ DSP

functions

Configurable Orientation detect

FIFO

MMA8653FC 10bit output

Orientation detect

2mm

2mm

供給状況

サンプル: 供給中

量産出荷: Q4 2012

開発ツール: Q4 2012

TM

19 TM

磁気センサは周辺の磁界を測定します。この磁気フィールドには地磁気とそれを妨害するいくつかの磁気を含みます。

出来る事

• 電子コンパスとして方位を検出する事が出来ます。GPS,携帯電話の基地局等により、現在位置が分かっている場合、地図上に方位を示すことが出来ます。

出来ない事

• 地磁気の傾斜が大きくなる北極圏や南極圏では測定精度が低下します。

• 磁気干渉や異常磁気に影響を受けやすいので、干渉が大きい場合補正が出来なくなる事があります。

• 地磁気ベクトルに対しての回転は検出できません。

20 TM

• 特徴

− 高精度コンパス機能

− ノイズ・リダクション機能とオーバ・サンプリング機能によりRFノイズや電流により発生する磁界のノイズを大きく低減

• 仕様

− 電源電圧：1.95V to 3.6V supply voltage

− 最大測定範囲：10G (1,000 uT)

− サンプリング周波数 (ODR) ： 1.25Hz to 80Hz

− 高分解能：0.1uT

− 低消費電流：24uA at 1.25Hz

− I²C インタフェース

− 使用温度範囲：-40°C to +85°C.

• 代表的なアプリケーション

− 電子コンパス

− 推測航法によるGPSアシスト

パッケージ 2 x 2 x 0.85mm QFN

供給状況

量産中

Webよりサンプル購入可能

21 TM

• フリースケールのMAG3110 磁気センサはTMR（トンネル磁気抵抗）、高分解能アナログ・デザインおよび内蔵信号処理用ロジックを採用する事により、高い性能を実現しています。

特徴 スペック 利点

広い測定範囲 +/- 1,000 μT 高い周辺からの磁場の影響を回避する事ができるため、基板上の配置に高い自由度を持ちます

最大の測定範囲における

高測定分解能 0.1 μT

全ての測定範囲に於いて

高い分解能の測定が可能

低ノイズ

(サンプリング周波数：80 Hz ) 0.25 μT

高分解能を必要とする用途に低い平均化処理で対応でき、少ない待ち時間でサンプリングが可能

低消費電流

24 μA

（ノーマル・モード、1.25 Hz）

低消費電力によりバッテリ消費を低減

サンプリング周波数 最大80 Hz 広帯域測定系により

高いサンプリング周波数を実現

電源電圧範囲 1.95 to 3.6 V 各種アプリケーションに広く対応

22 TM

• 特徴

− 低ノイズGセルと磁気セル

− システム処理の高速化と消費電力低減を実現する組込み機能

− 32個のFIFOとバースト・リード

• 仕様

− 電源電圧：1.95V to 3.6V , I/O 1.6V – 3.6V

− 加速度レンジ：±2g/±4g/±8g,磁気レンジ: ±15 gauss

− サンプリング周波数 (ODR)：1.563Hz to 800Hz , 400Hz hybrid

− 14-bit 加速度分解能, 800 counts per gauss

− 低オフセット・ドリフト：0.1mg/℃

− 4 つの運動検出機能, Pulse, Transient, HPF, Tap

− 加速度と磁気のベクトル量出力

• 代表的なアプリケーション

− 電子コンパス

− 推測航法によるGPSアシスト

パッケージ • 3 x 3 x 1.2mm QFN

供給状況 • 開発ツール：Q4 2012

• 量産: Q4 2012

23 TM

各種のレベルの電子コンパスのキャリブレーション・ソフトウェアを提供致します。ソフトウェアは弊社ウエブから簡単にダウンロードできます。

弊社のキャリブレーション・ソフトウェアは高い精度で方位情報を算出します。 キャリブレーションは実行されている方位検出のバックグラウンドで行われ、最小限の干渉となるよう考慮されています。

キャリブレーション・リファレンス・Cソースコードは 弊社の磁気センサの全てのお客様に対して無償でライセンス されます。

以下のサイトにて、全てのフリースケールのお客様に提供致します。

www.freescale.com/eCompass

24 TM

• ハードアイロン・オフセット:

− 磁気センサ近傍の永久磁石による固定のオフセット

− 加速度センサで磁気センサの傾きを計測しながら磁界を測定した時の0

点からのオフセット

• ソフトアイロン・オフセット:

− 磁気センサ近傍の磁化していないが透磁率の高い金属による磁気のゆがみによるオフセット

− 加速度センサで磁気センサの傾きを計測しながら磁界を測定した時に球のゆがみとして現れるオフセット

キャリブレーション前

キャリブレーション後

ソフトアイロン・

オフセットにより

球が歪んでいる

TM

26 TM

Pressure Touch

Intelligent

G

Sensor

Platform

Magnetic

センサ・プラットフォーム

加速度センサ

ソフトウェア

演算処理

アプリケーション・プロセッサ

MMA9550L

27 TM

• 27 MMA9550L

3- Axis

Motion

Sensor

MCU

ADC F

L

A

S

H

R

A

M

I2C - SPI - GPIO

Mag Pres

sure

Cap

Touch

i.MX51

Applications

Processor

(Linux OS)

Low-power mode:12 mA

Normal mode: 500 mA

0

10

20

30

40

50

60

MMA9550 IDD @ 61

SPS

i.MX51 IDD in State

Retention mode

i.MX51 IDD in System Idle Mode

i.MX51 IDD in Wait mode

mW

Interrupt

Low-power mode: 0.15 mA

28 TM

• 特徴

− 組み込まれたファームウェアによるインテリジェントな動作検出プラットフォーム

− センサ・ハブとして使用可能

− パワーマネージメント機能と低消費電力モード

• 仕様

− 電源電圧:1.71 to1.89V

− サンプリング周波数(ODR): 488 Hz

− 設定可能測定レンジ: +/-2g, 4g, 8g

− 設定可能分解能:14/12/10/8 bit

− 16K Flash, 2K RAM

• 代表的なアプリケーション

− スマート・フォン、タブレット、電子書籍端末

− リモートコントローラ、ゲーム機

− スポーツモニタ機器

MMA9550L 基本ソフトのみ

User Flash: 6.5 Kbytes

User RAM: 576 bytes

MMA9551L 基本ソフトおよびジェスチャ検出

User Flash: 4.5 Kbytes

User RAM: 452 bytes

MMA9553L 基本ソフトおよび歩数計

User Flash: 1.5 Kbytes

User RAM: 200 bytes

MMA9559L 最小限の基本ソフトのみ

User Flash: 14 Kbytes

User RAM: 1.5 Kbytes

パッケージ 3x3x1 LGA

供給状況 サンプル: 供給中

開発ツール: 供給中

量産: 量産中

TM

30 TM

Windows8対応 フリースケール 12軸

Xtrinsicセンサ・プラットフォーム

タブレット、スレート、コンバーチブル/ノンコンバーチブル・ラップトップPCおよびその他ポータブル機器向け センサ・フュージョン

31 TM

USBインタフェースを用いた最初の開発品

搭載センサ • 3軸加速度センサ • 3軸磁気センサ • 3軸ジャイロスコープ • 高度計 • 照度計 • 温度計

センサ・フュージョンの出力 • ジャイロスコープの補正値 • 方位 • 姿勢/回転

開発中の機能 • 磁気の高性能補正 • 低消費電力化 • I2Cインタフェース

32 TM

ColdFire+

MCF51JU128 マイクロコントローラ

USB I/F

128 K Flash

32 K RAM

Xtrinsic

3軸加速度センサ

MMA8451Q

Xtrinsic

3軸磁気センサ

MAG3110

Xtrinsic

高度計/温度計

MPL3115A2

3軸

ジャイロスコープ

照度計

USB I2C 及び

アナログ

出力

インタラプト

コントロール

信号

フリースケール製品

33 TM

• センシング技術は継続的に複雑化し、新しいレベルのセンシング改革が必要となりつつあります。

• フリースケールは高いレベルでのセンシング情報とインテリジェンスを、広範囲なアプリケーションに提供します。

• フリースケールの強固なセンシング基礎技術は、内蔵の信号処理および判断処理の為の別のシステム・ブロックと最適に一体化されています。

• フリースケールは、お客様が本当に必要としているセンシング技術を、お客様が簡単に最適化して利用できるように致します。

フリースケールのXtrinsicソリューションで、世界はもっと便利に

34 TM

• センサ概要 ‒ www.freescale.com/sensors

‒ http://www.freescale.com/sensingplatform

‒ http://www.freescale.com/sensordata

‒ www.freescale.com/mems

• センサ製品 ‒ www.freescale.com/xyz

‒ www.freescale.com/magnetic

‒ www.freescale.com/pressure

‒ http://www.freescale.com/sensortoolbox

• ブログ: スマート・センサ ‒ http://blogs.freescale.com/2011/06/06/location-based-services-sensors-go-beyond-

the-navigation/?tid=NL_2311

‒ http://blogs.freescale.com/author/michaelestanley/

What in the World is Contextual Sensing?

Evolving intelligence with sensors

Magnetic sensor makes electronic compass design easy

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