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《英飞凌电容式压力传感器:DPS310》

InfineonDPS310CapacitivePressureSensor

——逆向分析报告

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应用于智能手机和可穿戴设备的微型MEMS数字式气压计

英飞凌DPS310是一款基于MEMS技术的低功率数字式大气压力传感器,具有±5厘米超高分辨率,可促进开发新的增强型导航、定位、健康、手势识别和天气监测等应用。该款压力传感器的市场定位是与意法半导体、博世的压阻式大气压力传感器展开竞争。

英飞凌DPS310封装外形

英飞凌DPS310有两项创新之处:(1)相比一些汽车压力传感器的单芯片解决方案,两颗芯片解决方案更具可扩展性。(2)采用塑料金属化(plastic metallized)盖来取代传统的金属盖。

英飞凌DPS310的ASIC芯片

英飞凌DPS310的MEMS芯片

英飞凌DPS310的优越性表现在:

(1)英飞凌DPS310可在很大的温度范围内实现精确而又稳定的性能,特别适用于室内导航和辅助定位应用,如购物广场和停车场的楼层检测,以及户外导航——在这类应用中,它有助于提高导航精度,或者在无法获得GPS信号时,支持“航位推算法”。此外,它能够为计算海拔升高和垂直速度提供准确数据,适用于移动和可穿戴健康和运动设备的活动追踪特性,同时,超高精度压力测量则为手势识别和探测天气变化提供了新的可能性。

(2)英飞凌DPS310压力传感器是基于电容式感测原理,而不是大多数其他数字式压力传感器所采用的压阻原理。这保证了在很大温度范围内,哪怕温度急遽变化,也能实现较高精确度。这是一个突出优势,因为若干热源可能导致移动终端内部温度快速变化。

(3)在高精度模式下,英飞凌DPS310可以±5厘米的精度进行高度测量,实现精确瞬态检测,而这正是室内导航面临的最大挑战。譬如,英飞凌压力传感器的高分辨率有助于确定某个人正在从建筑物的一层楼移动至另一层楼,并触发下载新的平面图。需要区分佩戴者的不同类型“步伐”和相应的卡路里“燃烧率”的运动和健身应用,也要求高精度高度测量。

(4)对于这颗新的压力传感器,英飞凌采用了最初专为英飞凌汽车传感器而开发的高级半导体工艺技术。这些汽车传感器高度可靠,并且集成在诸如安全气囊等安全应用中。这些技术为实现其仅2.0mm x 2.5mm x 1.0mm的小巧外形和低功耗做出了贡献。在低功率模式下,如果每秒钟测量一次,电流消耗仅为3μA,待机模式下则不足1μA。一个能够保存最近32次测量结果的集成式FIFO,有助于通过延长主处理器在传感器读出期间保持睡眠模式的时间,进一步降低系统总体功耗。

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