Le fabricant de semiconducteurs STMicroelectronics lance sur le marché une centrale inertielle (IMU, Inertial Measurement Unit) qui associe plusieurs capteurs pour le suivi d’activité et la mesure d’impacts liés à de fortes accélérations au sein d’un unique boîtier compact.
Annoncé sous la référence LSM6DSV320X, ce capteur est, selon ST, une première dans l’industrie. Et ce de par ses dimensions - 3 mm x 2,5 mm - et de par ses fonctions de calcul embarquée intégrant des algorithmes d’intelligence artificielle (IA) avec la possibilité de réaliser un enregistrement en continu de mouvements et d’impacts.
Tirant parti de l’investissement que ST consacre à la conception de microsystèmes électromécaniques (MEMS), cette centrale inertielle innove avec ses accéléromètres qui garantissent un haut niveau de précision pour le suivi d’activité jusqu’à 16 g et la détection d’impacts forts jusqu’à 320 g.
Selon ST, avec cette nouvelle centrale inertielle, il sera possible de favoriser l’émergence de fonctionnalités inédites dans les téléphones mobiles, les appareils portables (wearables) et les produits médicaux à usage grand public, ainsi que dans les équipements destinés aux maisons, à l’industrie et à la conduite intelligentes, le tout en conservant un boîtier compact.
La centrale inertielle LSM6DSV320X complète la famille de capteurs ST équipés du cœur d’apprentissage automatique MLC (Machine Learning Core), un processeur d’intelligence artificielle embarqué qui traite directement l’inférence dans le capteur afin de réduire la consommation d’énergie du système et d’améliorer les performances des applications.
Ce capteur est doté de deux accéléromètres conçus pour cohabiter et offrir des performances élevées en utilisant des techniques avancées propres à ST : le premier est optimisé pour assurer une résolution optimale dans le suivi d’activité sur une plage maximale de ±16g, tandis que le second peut effectuer des mesures jusqu’à ± 320g en vue de quantifier des chocs violents tels que des collisions ou des évènements de fort impact.
En couvrant une plage de détection large avec un niveau de précision sans compromis dans un appareil d’une grande compacité, ce capteur MEMS permettra ainsi, selon ST, aux appareils grand public et IoT d’offrir davantage de fonctionnalités tout en conservant un facteur de forme compact.
Côté application, ce circuit peut être la base d’un capteur d’activité capable de fournir un suivi de performances au sein de plages de fonctionnement normales tout en mesurant des chocs importants pour la sécurité, par exemple dans les sports de contact, apportant ainsi une valeur ajoutée pour les consommateurs et les athlètes professionnels ou semi-professionnels.
Parmi les autres applications grand public, citons les manettes de jeu dans lesquelles ce capteur pourra améliorer l’expérience utilisateur en détectant les mouvements rapides et les impacts, ou encore les étiquettes intelligentes ("smart tags") fixées sur les objets qui enregistrent les mouvements, les vibrations et les chocs afin de leur conférer sûreté, sécurité et intégrité.
Parmi les autres applications potentielles figurent les équipements de protection individuelle utilisés par les travailleurs évoluant dans des environnements à risque, en vue d’évaluer la gravité des chutes ou des chocs. Ou encore, les équipements chargés de calculer avec précision l’état de santé de structures telles que les bâtiments et les ponts.
Dans le détail, le module LSM6DSV320X présenté dans un boîtier LGA, embarque trois capteurs MEMS, à savoir deux accéléromètres à ± 16g et ± 320g, et un gyroscope MEMS dont la vitesse angulaire atteint ± 4 000 degrés par seconde. Aux sein du circuit, la synchronisation entre les capteurs facilite l’utilisation des modules et simplifie le développement d’applications.
La centrale intègre en outre le coeur d’apprentissage automatique MLC (Machine Learning Core) de ST qui gère la détection de contexte en minimisant la consommation d’énergie, ainsi qu’une machine à états finis (FSM, Finite State Machine) qui aide à effectuer le suivi des mouvements dans le module.Ce dernier inclut également la technologie SFLP (Sensor Fusion Low-Power) de ST pour les fonctions d’orientation spatiale.
En sus, à l’image d’autres capteurs MEMS intelligents proposés par ST, la centrale LSM6DSV320X est dotée d’une fonction d’autoconfiguration adaptative ASC (Adaptive Self-Configuration) qui optimise la consommation d’énergie. Les capteurs dotés de cette fonctionnalité peuvent ajuster leurs paramètres automatiquement et en temps réel dès qu’ils détectent un mouvement ou un signal spécifique en provenance du coeur MLC, sans intervention du processeur hôte.
Au-delà, pour faciliter le suivi des impacts de forte intensité tout en optimisant la précision des évènements de faible intensité, ST a également créé et breveté la librairie logicielle baptisée Motion XLF qui fusionne les données transmises par l’accéléromètre destiné à la mesure des faibles accélérations (low-g) et celui chargé de détecter de forts impacts (high-g).
Côté développement, les équipes conception pourront utiliser librement le logiciel X-CUBE-MEMS de ST ainsi que des outils de conception graphique qui permettent d’évaluer, de configurer et de tester le capteur LSM6DSV320X avec son IA embarquée. A savoir les ouitls MEMS Studio, membre de la ST Edge AI Suite et de l’environnement Web ST AIoT Craft qui comprennent des logiciels destinés à développer et à provisionner des projets AIoT (Artificial intelligence of Things) de type "node-to-cloud".
