IN研風(fēng)向?縱橫生態(tài) | EEVIA年度論壇上的硬科技


IME技術(shù)為智能表面的終極發(fā)展提供了基礎(chǔ),這種一次注塑成型的技術(shù)可以通過(guò)壓印的方式實(shí)現(xiàn)智能表面,當(dāng)然,該技術(shù)要求LED本身能夠耐高溫高壓。另一個(gè)挑戰(zhàn)是如何保持燈顯色的一致性。無(wú)論是在白天的強(qiáng)光下還是夜晚的暗光環(huán)境下,每個(gè)燈的顏色都應(yīng)該是一致的。此外,如何滿(mǎn)足不同客戶(hù)對(duì)顏色的個(gè)性化需求,以及如何補(bǔ)償由于溫度、電流驅(qū)動(dòng)和使用時(shí)間等因素導(dǎo)致的色點(diǎn)、亮度變化,都是需要解決的問(wèn)題。
艾邁斯歐司朗推出的OSIRE? E3731i解決了上述難題。這是一款帶有驅(qū)動(dòng)和溫度傳感器的智能LED燈,通過(guò)一條OSP總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制。OSIRE? E3731i通過(guò)一條OSP總線實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)控制。一條差分總線可以帶1000個(gè)節(jié)點(diǎn),這意味著只需要兩根線就可以串聯(lián)1000顆LED燈。相較于傳統(tǒng)的每個(gè)LED燈都需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)和MCU的控制方式,這種方式大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)復(fù)雜性;

基于這條OSP總線,艾邁斯歐司朗開(kāi)發(fā)了一個(gè)OSP Converter,即將推向市場(chǎng)。該轉(zhuǎn)換器可將I2C協(xié)議的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為OSP協(xié)議,以便在OSP總線上接入燈的同時(shí),接入各種傳感器。OSP Converter的一個(gè)重要價(jià)值在于它靈活性和擴(kuò)展性。有了它,在一個(gè)OSP系統(tǒng)中,任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以被替換或移除,這就意味著用戶(hù)可以根據(jù)需要隨時(shí)更改系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如,如果需要增加新的傳感器或者更改傳感器的類(lèi)型,只需要更換對(duì)應(yīng)的OSP Converter即可,而不需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)。 從像素化的LED到按鈕、滑條、傳感器的控制等,再把所有的這些功能都通過(guò)OSP總線連接在一起,艾邁斯歐司朗為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)智能表面提供了創(chuàng)新的基礎(chǔ),并將進(jìn)一步擴(kuò)展到其他應(yīng)用,在未來(lái)的汽車(chē)應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用,為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)更多的可能性。
合見(jiàn)工軟:支撐芯片發(fā)展新態(tài)勢(shì) 助力國(guó)產(chǎn)EDA新生態(tài)




博世Bosch:嵌入式AI與MEMS傳感器塑造未來(lái) 開(kāi)啟全新視野
博世集團(tuán)于1886年成立,由羅伯特·博世先生創(chuàng)立,發(fā)展到今天已有137年的歷史,主要涉及四大業(yè)務(wù)領(lǐng)域:第一,也是最大的一塊是汽車(chē)和智能交通領(lǐng)域;第二是工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域;第三是能源與建筑技術(shù)領(lǐng)域;第四是消費(fèi)品領(lǐng)域。Bosch Sensortec GmbH的高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師皇甫杰介紹道。
Bosch Sensortec GmbH的高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師皇甫杰
博世是汽車(chē)半導(dǎo)體巨頭,汽車(chē)?yán)锩娴母鞣N零部件,包括底盤(pán)系統(tǒng)等大量用到博世的模塊或者傳感器。博世半導(dǎo)體隸屬于博世汽車(chē)的市場(chǎng)領(lǐng)域,包括四大產(chǎn)品模塊:一是功率器件(主要是車(chē)規(guī)的功率器件),包括碳化硅芯片;二是ASICs芯片(也屬于車(chē)規(guī)產(chǎn)品);三是車(chē)規(guī)半導(dǎo)體、車(chē)規(guī)MEMS傳感器,涉及到加速器、陀螺儀、其他傳感器等; 到今天為止,MEMS傳感器產(chǎn)品出貨量已突破180億顆。
博世半導(dǎo)體MEMS傳感器發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)
博世的MEMS傳感器發(fā)展始于汽車(chē),然后拓展到消費(fèi)領(lǐng)域,繼而到現(xiàn)在的IoT領(lǐng)域。萬(wàn)物互聯(lián)離不開(kāi)傳感器對(duì)物理信號(hào)的感知,MEMS傳感器讓IoT設(shè)備變得更加智能。
如今,MEMS傳感器已經(jīng)滲透到生活的方方面面,在樓宇里面,可以通過(guò)傳感器檢測(cè)停車(chē)位,也可以做室內(nèi)的導(dǎo)航。
另外,在工廠端有一些設(shè)備的追蹤,還有AR眼鏡的應(yīng)用,都為我們的工廠生產(chǎn)和研發(fā)提供了更便捷高效的設(shè)備。
最后,在消費(fèi)類(lèi)的應(yīng)用方面,可以用傳感器計(jì)算更精確的卡路里,另外還有手機(jī)拍照防抖功能,以及用于手機(jī)或穿戴設(shè)備記錄步數(shù),這是基于加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。
皇甫杰介紹道,發(fā)展至今的傳感器可以集成更多的算法和軟件的功能,做定制化的配置,實(shí)現(xiàn)更多的功能。邊緣AI算法也可以集成到小小的傳感器產(chǎn)品里面去,傳感器這個(gè)單一的硬件逐漸承載了更多的任務(wù),做更智能的場(chǎng)景應(yīng)用。
Bosch Sensortec的邊緣AI算法是集成到傳感器本體里面,因?yàn)閭鞲衅髦灰梢粋€(gè)超低功耗的處理器,就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。將AI算法集成到硬件內(nèi)部的好處有以下幾點(diǎn):一是可以定制化器件端,讓傳感器適應(yīng)到每一個(gè)獨(dú)立的用戶(hù);二是傳感器的數(shù)據(jù)只存在設(shè)備本身,甚至傳感器內(nèi)部,不需要上傳到云端,這樣可以保證用戶(hù)數(shù)據(jù)的安全性;三是可以實(shí)時(shí)響應(yīng),因?yàn)闊o(wú)需將數(shù)據(jù)上傳云端,再反饋到設(shè)備端,所以它的響應(yīng)速度會(huì)更快;四是進(jìn)一步地減少設(shè)備的功耗,來(lái)延長(zhǎng)電池的使用壽命或者電池的續(xù)航時(shí)間。
以最新的BHI380傳感器為例來(lái)說(shuō),它緊湊的尺寸方便集成到各種各樣的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品里面,而且BHI380功耗非常低,在做數(shù)據(jù)融合的時(shí)候,可以保證功耗在微安級(jí)別,另外,在出廠的時(shí)候集成了一些基本功能和AI算法,用戶(hù)也可以很方便地進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
接著,皇甫杰列舉了BHI380智能傳感器幾個(gè)典型的應(yīng)用場(chǎng)景:第一個(gè)是在TWS耳機(jī)里面最常見(jiàn)的3D音效,它的原理是檢測(cè)用戶(hù)頭部在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候?qū)?yīng)的音效場(chǎng)景,這是基于陀螺儀檢測(cè)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)角度實(shí)現(xiàn)的;第二個(gè)是手勢(shì)識(shí)別或者動(dòng)作識(shí)別,比如走路、騎車(chē)、跑步時(shí),或者坐汽車(chē)、高鐵、飛機(jī)等交通工具時(shí),這些場(chǎng)景都可以通過(guò)傳感器的數(shù)據(jù)做一個(gè)大數(shù)據(jù)融合之后來(lái)識(shí)別;第三個(gè)應(yīng)用是比較常見(jiàn)人機(jī)交互;第四個(gè)是PDR步行導(dǎo)航,現(xiàn)在基本上人手一個(gè)智能手表或智能手機(jī),可以基于這個(gè)ACC和陀螺儀的數(shù)據(jù),再結(jié)合算法去做運(yùn)動(dòng)軌跡的記錄,這個(gè)記錄不需要GPS的參與,包括在室內(nèi),可以結(jié)合商場(chǎng)內(nèi)部地圖做路徑規(guī)劃;最后就是AI健身相關(guān)的記錄,比如健身動(dòng)作的追蹤,包括游泳姿態(tài)的算法,BHI380智能傳感器集成了AI的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)相關(guān)算法在里面,在使用時(shí),設(shè)備可以自動(dòng)檢測(cè)用戶(hù)當(dāng)前動(dòng)作以及做了多少次,不需要任何干預(yù),除了器件內(nèi)嵌的十幾個(gè)健身動(dòng)作之外,用戶(hù)也可以定義新的健身動(dòng)作,這就是AI的典型學(xué)習(xí)能力。例如用戶(hù)做啞鈴的舉握,這個(gè)動(dòng)作的算法器件本身是不具備的,用戶(hù)可以觸發(fā)學(xué)習(xí)模式,然后重復(fù)做動(dòng)作大概3~5次,讓傳感器識(shí)別到動(dòng)作特征,捕捉到動(dòng)作特征之后,器件快速建立出用戶(hù)特征的模型,直接生成到傳感器里面并保存起來(lái),下次用戶(hù)再做相同動(dòng)作時(shí)就可以直接識(shí)別出這是自定義的新動(dòng)作,并記錄用戶(hù)做的次數(shù)(如下圖)。值得一提的是,HI380智能傳感器的功耗比上一代產(chǎn)品降低了54%,因此很適用于可穿戴設(shè)備。
接下來(lái)介紹一顆最新的環(huán)境類(lèi)傳感器——BME 688四合一的傳感器,也是目前世界上最小的四合一傳感器,集成了溫度、氣壓、濕度、氣體檢測(cè)功能?;谶@顆傳感器,可以給用戶(hù)提供一個(gè)微環(huán)境的監(jiān)測(cè),甚至可以做一些微環(huán)境的天氣預(yù)報(bào)預(yù)估,以及配合智能家居的聯(lián)動(dòng)等。
舉例如說(shuō),用BME688可以檢測(cè)不同的氣體,比如用戶(hù)想要檢測(cè)某一種咖啡的氣味,可以用BME688傳感器去采集目標(biāo)氣體的信號(hào),之后,基于采集到的目標(biāo)氣體的傳感器信號(hào),用PC端對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)化工具去做一個(gè)數(shù)據(jù)特征的捕捉,在捕捉到數(shù)據(jù)特征之后,結(jié)合工具生成一個(gè)數(shù)據(jù)模型集成到用戶(hù)自定義的算法里面。
VOC氣體應(yīng)用的領(lǐng)域就特別廣了,比如用于森林野火的檢測(cè)、對(duì)人體有害的氣體檢測(cè)、嬰兒紙尿片的檢測(cè)、冰箱食物新鮮程度的檢測(cè),還有室外空氣指數(shù)的檢測(cè)等等。
BME688的工作原理是通過(guò)傳感器內(nèi)部去加熱金屬氧化物,來(lái)跟目標(biāo)氣體發(fā)生還原反應(yīng)。通過(guò)采集多個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的還原反應(yīng)的電阻值,對(duì)特征做捕捉之后做區(qū)分。比如有三種揮發(fā)性氣體,傳感器捕捉到不同的特征,通過(guò)不同的溫度點(diǎn)的電阻值建立模型。
接下來(lái),皇甫杰介紹了一款最新的氣壓傳感器——BMP581。
BMP581氣壓計(jì)在耳戴產(chǎn)品或者穿戴產(chǎn)品里面有一些典型的場(chǎng)景,比如用戶(hù)在佩戴智能耳機(jī)做俯臥撐的時(shí)候,BMP581氣壓計(jì)可以通過(guò)檢測(cè)用戶(hù)俯和撐的高度變化,來(lái)識(shí)別用戶(hù)做了多少次俯臥撐。做引體向上的時(shí)候也是同樣的道理,BMP581氣壓計(jì)可以檢測(cè)到用戶(hù)在向上拉伸和雙臂完全放直的高度差,快速識(shí)別用戶(hù)的拉伸動(dòng)作次數(shù)。其他涉及到氣壓計(jì)的應(yīng)用案例也非常多,例如配合GPS做高度的識(shí)別,還有卡路里計(jì)算和跌倒檢測(cè),以及掃地機(jī)器人里面的堵塞檢測(cè)等。
本次論壇,Bosch Sensortec Gmbh可編程人工智能傳感器BHI380獲得了“2023年度硬科技產(chǎn)業(yè)縱橫獎(jiǎng)”“E”馬當(dāng)先新品獎(jiǎng),并在研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)頒發(fā)了獎(jiǎng)牌 。
在未來(lái)的發(fā)展方向上,博世半導(dǎo)體將持續(xù)擴(kuò)大AI生態(tài)圈,作為行業(yè)技術(shù)引領(lǐng)者,博世半導(dǎo)體從未停止創(chuàng)新的腳步。
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