安迪·米羅塔(andymilota)

詹姆斯·林(jameslim)

威廉·凱里·科爾(williamkerrykeal)

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

[不適用]

聯(lián)邦政府贊助的研究或開發(fā)

[不適用]

序號(hào)列示

[不適用]

微縮平片/版權(quán)引用

[不適用]

背景技術(shù)：

傳感器電路和/或系統(tǒng)可以包括用于傳感器采樣的內(nèi)部定時(shí)器。在多種不同示例實(shí)施方式中，用于傳感器采樣的定時(shí)器可能包括不準(zhǔn)確性，例如定時(shí)器漂移，這給同步帶來(lái)挑戰(zhàn)。通過(guò)將這種方法與在此申請(qǐng)的其余部分中參照附圖而闡述的本公開內(nèi)容進(jìn)行比較，常規(guī)和傳統(tǒng)方法的其他局限性和缺點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的。

附圖說(shuō)明

圖1示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的、包括傳感器同步功能的示例電子設(shè)備的框圖。

圖2示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例傳感器系統(tǒng)。

圖3示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例同步場(chǎng)景的時(shí)序圖。

圖4示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例同步場(chǎng)景的時(shí)序圖。

圖5示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例傳感器系統(tǒng)。

圖6示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例傳感器系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的多個(gè)不同方面包括用于對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采集和/或輸出進(jìn)行同步的系統(tǒng)和方法。例如，本公開的多個(gè)不同方面在mems(微機(jī)電系統(tǒng))傳感器系統(tǒng)中達(dá)到所期望水平的定時(shí)準(zhǔn)確度，即使在定時(shí)器漂移顯著的實(shí)施方式中也是如此。

具體實(shí)施方式

下文論述通過(guò)提供本公開的多種示例來(lái)闡述本公開的多個(gè)不同方面。此類示例是非限制性的，因此本公開的多個(gè)不同方面的范圍不必局限于所提供的示例的任何具體特征。在下文論述中，“例如”和“如”和“示例性的”這些表達(dá)是非限制性的且一般與“通過(guò)舉例而非限制的方式”、“例如且不限于”等同義。

下文論述有時(shí)可能采用“a和/或b”這種表達(dá)。這種表達(dá)應(yīng)理解為意指僅a、或僅b、或a與b二者兼有。類似地，“a、b和/或c”這種表達(dá)應(yīng)理解為意指僅a、僅b、僅c、a和b、a和c、b和c、或a和b和c全部。

在論述特定硬件，包括根據(jù)軟件指令操作的硬件執(zhí)行的功能時(shí)，下文論述有時(shí)可能采用“可操作以用于”、“操作以用于”等表達(dá)?！安僮饕杂糜凇薄ⅰ翱刹僮饕杂糜凇钡缺磉_(dá)包括“在啟用時(shí)操作以用于”。例如，“操作以用于”、“可操作以用于”等表達(dá)包括了操作以用于執(zhí)行特定操作，但僅在接收到啟用此類操作的信號(hào)之后才執(zhí)行的模塊。

下文論述有時(shí)可能涉及多種系統(tǒng)或設(shè)備功能模塊。應(yīng)該理解，這些功能模塊是為了說(shuō)明清晰而選擇的，并且不一定是為了另行提供單獨(dú)的硬件和/或軟件模塊。例如，本文論述的任何一個(gè)或多個(gè)模塊可以通過(guò)共享的硬件來(lái)實(shí)施，包括例如共享的處理器。又如，本文論述的任何一個(gè)或多個(gè)模塊可以共享軟件部分，包括例如子例行程序。再如，本文論述的任何一個(gè)或多個(gè)模塊可以利用獨(dú)立的專用硬件和/或軟件來(lái)實(shí)施。相應(yīng)地，除非明確聲明，否則本公開的多個(gè)不同方面的范圍不應(yīng)受限于模塊之間的任意界限。此外，應(yīng)該理解，本文論述涉及執(zhí)行功能的模塊時(shí)，所述論述一般是指純硬件模塊的實(shí)施方式和/或根據(jù)軟件進(jìn)行操作的處理器。此類軟件可以存儲(chǔ)在例如非瞬態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)中。

本文論述的多個(gè)示例實(shí)施例將芯片限定為包括通常由半導(dǎo)體材料形成的至少一個(gè)襯底。單一芯片可以由例如多個(gè)襯底形成，其中所述襯底被機(jī)械地鍵合以便預(yù)留功能。多芯片(或多片)包括至少2個(gè)襯底，其中2個(gè)襯底是電連接的，但不需要機(jī)械鍵合。

封裝體提供了芯片(或例如多芯片模塊)上的鍵合焊盤與可以焊接至印刷電路板(或pcb)的金屬導(dǎo)線之間的電連接。封裝體通常包括襯底和封蓋。集成電路(ic)襯底可以指具有電路(通常為cmos電路)的硅襯底。mems襯底為(多個(gè))mems結(jié)構(gòu)提供機(jī)械支承。mems結(jié)構(gòu)層附接至mems襯底。mems襯底也稱為操作襯底或操作晶圓。在一些實(shí)施例中，操作襯底用作mems結(jié)構(gòu)的蓋帽。

在所描述的實(shí)施例中，并入傳感器的電子設(shè)備可以例如采用運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊，也稱為運(yùn)動(dòng)處理單元(mpu)，除了電子電路之外，運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊還包括至少一個(gè)傳感器。至少一個(gè)傳感器可以包括多種傳感器的任一種，例如陀螺儀、羅盤、磁強(qiáng)計(jì)、加速度計(jì)、麥克風(fēng)、壓力傳感器、接近傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、生物傳感器或環(huán)境光傳感器、以及本領(lǐng)域中公知的其他傳感器。

一些實(shí)施例可以例如包括各自提供沿相對(duì)于彼此垂直的三個(gè)軸線的測(cè)量的加速度計(jì)、陀螺儀、和磁強(qiáng)計(jì)或其他羅盤技術(shù)，并可稱為9軸設(shè)備。其他實(shí)施例可以包括，例如加速度計(jì)、陀螺儀、羅盤和壓力傳感器，并可稱為10軸設(shè)備。其他實(shí)施例可以并非包括所有這些傳感器或可以提供沿一個(gè)或多個(gè)軸線的測(cè)量。

這些傳感器可以例如在第一襯底上形成。多種實(shí)施例可以例如包括固態(tài)傳感器和/或任何其他類型的傳感器。mpu中的電子電路可以例如接收來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)傳感器的測(cè)量輸出。在多種實(shí)施例中，電子電路處理傳感器數(shù)據(jù)。電子電路可以例如實(shí)施在第二硅襯底上。在一些實(shí)施例中，第一襯底可以在單一半導(dǎo)體芯片中垂直地堆疊、附接或電連接至第二襯底，而在其他實(shí)施例中，第一襯底可以在單一半導(dǎo)體封裝體中側(cè)向布置并電連接至第二襯底。

在示例實(shí)施例中，如共同擁有的美國(guó)專利號(hào)7,104,129(其在此通過(guò)引用以其整體并入本文)所描述，第一襯底通過(guò)晶圓鍵合而附接至第二襯底，以便提供電連接的同時(shí)對(duì)mems設(shè)備進(jìn)行氣密密封。這種制作技術(shù)有利地實(shí)現(xiàn)了允許在非常小且經(jīng)濟(jì)的封裝體中設(shè)計(jì)和制造高性能多軸慣性傳感器的技術(shù)。晶圓級(jí)集成將寄生電容最小化，允許相對(duì)于分立解決方案的改善的信噪比。這種晶圓級(jí)集成還能夠?qū)嵤⑼獠糠糯笮枨笞钚』母惶卣骷慕Y(jié)合。

在描述的實(shí)施例中，原始數(shù)據(jù)指來(lái)自傳感器的尚未處理的測(cè)量輸出。運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)指已處理的原始數(shù)據(jù)。處理可以例如包括應(yīng)用傳感器融合算法或應(yīng)用任何其他算法。在傳感器融合算法的情況中，可以將來(lái)自一個(gè)或多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合和/或處理以提供設(shè)備的取向。在描述的實(shí)施例中，在諸多結(jié)構(gòu)中，mpu可以包括處理器、存儲(chǔ)器、控制邏輯和傳感器。

在多種設(shè)備使用場(chǎng)景中，例如針對(duì)多種應(yīng)用的設(shè)備使用場(chǎng)景中，一個(gè)或多個(gè)傳感器采集傳感器樣本的定時(shí)可能是至關(guān)重要的。例如，在執(zhí)行圖像穩(wěn)定化處理的場(chǎng)景中，將陀螺儀信息的采集與圖像信息采集進(jìn)行同步和/或獲知定時(shí)差可能是有所助益的。一般來(lái)說(shuō)，傳感器電路和/或系統(tǒng)可以包括用于傳感器采樣的內(nèi)部定時(shí)器。此類內(nèi)部定時(shí)器的特征可以例如為體現(xiàn)在定時(shí)器不準(zhǔn)確性(例如，定時(shí)器漂移)，這給同步帶來(lái)挑戰(zhàn)。

相應(yīng)地，本公開的多個(gè)不同方面包括用于將傳感器數(shù)據(jù)采集和/輸出進(jìn)行同步的系統(tǒng)和/或方法。例如，本公開的多個(gè)不同方面提供了用于主機(jī)(或其他電路)的系統(tǒng)和方法，在主機(jī)確定需要同步信號(hào)時(shí)所述主機(jī)將同步信號(hào)發(fā)送到傳感器電路。又如，本公開的多個(gè)不同方面提出了已包括用于管控采樣的內(nèi)部時(shí)鐘的傳感器電路通過(guò)其來(lái)接收提供更準(zhǔn)確同步的更高頻率的外部時(shí)鐘(例如系統(tǒng)時(shí)鐘)的系統(tǒng)和方法。再如，本公開的多個(gè)不同方面提供了向傳感器電路傳送多個(gè)同步信號(hào)的系統(tǒng)和方法，傳感器電路處理接收到的同步信號(hào)以確定定時(shí)調(diào)整，以便與期望的傳感器數(shù)據(jù)采集和/或輸出數(shù)據(jù)速率更加接近地相匹配。另如，本公開的多個(gè)不同方面提供了向傳感器電路傳送多個(gè)同步信號(hào)的系統(tǒng)和方法，傳感電路將與所述多個(gè)同步信號(hào)各自相對(duì)應(yīng)的相應(yīng)內(nèi)部定時(shí)器值傳送到主機(jī)，主機(jī)則對(duì)傳感器電路的傳感器數(shù)據(jù)采集和/或輸出數(shù)據(jù)速率的定時(shí)進(jìn)行調(diào)整來(lái)與期望的速率更加接近地相匹配。

首先參考圖1，此附圖示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的、包括傳感器同步能力的示例電子設(shè)備的框圖。正如將理解的，設(shè)備100可以實(shí)施為設(shè)備或裝置，如可被用戶在空間上移動(dòng)的且由此可以感測(cè)其在空間上的運(yùn)動(dòng)和/或取向的手持和/可穿戴設(shè)備。例如，此類手持設(shè)備可以是移動(dòng)電話(例如，蜂窩電話、在本地網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的電話、或任何其他電話手機(jī))、有線電話(例如，通過(guò)電線和/或光系鏈連接的電話)，個(gè)人數(shù)字助理(pda)，計(jì)步器，個(gè)人活動(dòng)和/或健康監(jiān)控設(shè)備，視頻游戲播放器，視頻游戲控制器，導(dǎo)航設(shè)備，移動(dòng)上網(wǎng)設(shè)備(mid)，個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備(pnd)，數(shù)碼照相機(jī)，數(shù)碼攝像機(jī)，雙筒望遠(yuǎn)鏡，遠(yuǎn)攝鏡頭，便攜式音樂、視頻或媒體播放器，遙控器，或者其他手持設(shè)備；或這些設(shè)備的其中一種或多種的組合。

在一些實(shí)施例中，設(shè)備100可以是自完備型設(shè)備，所述自完備型設(shè)備除了輸入設(shè)備外還包括其自有的顯示器和/或其他輸出設(shè)備，如下文所述。但是，在其他實(shí)施例中，設(shè)備100可以與能夠通過(guò)例如網(wǎng)絡(luò)連接與設(shè)備100通信的另一種便攜設(shè)備或如桌面型計(jì)算機(jī)、電子桌面設(shè)備、服務(wù)器計(jì)算機(jī)等的非便攜式設(shè)備結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。設(shè)備100可以例如通過(guò)使用任何類型的有線通信協(xié)議的有線連接(例如，串行傳輸、并行傳輸、基于包的數(shù)據(jù)通信)、無(wú)線連接(例如，電磁輻射、紅外線輻射或其他無(wú)線技術(shù))、或一種或多種有線連接和一種或多種無(wú)線連接的組合來(lái)進(jìn)行通信。

如圖所示，示例設(shè)備100包括mpu120、應(yīng)用(或主機(jī))處理器112、應(yīng)用(或主機(jī))存儲(chǔ)器114，并可包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，如(多個(gè))外部傳感器116。應(yīng)用處理器112(例如，主機(jī)處理器)可以例如用來(lái)執(zhí)行設(shè)備100的一般功能所涉及的這些不同計(jì)算和操作(例如，為設(shè)備100運(yùn)行應(yīng)用、執(zhí)行操作系統(tǒng)功能、執(zhí)行電源管理功能、控制用戶接口功能等)。主機(jī)處理器112可以例如通過(guò)通信接口118耦合到mpu120，通信總線可以是任一合適的總線或接口，如外圍組件快速互連(pcie)總線、通用串行總線(usb)、通用異步接收器/發(fā)射器(uart)串行總線、合適的高級(jí)微控制器總線架構(gòu)(amba)接口、集成電路間(i2c)總線、串行數(shù)字輸入輸出(sdio)總線或其他等效物。應(yīng)用存儲(chǔ)器114可以包括程序、驅(qū)動(dòng)程序或利用mpu120所提供的信息的其他數(shù)據(jù)?？梢栽诠餐礇Q、共同擁有的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/106,921(于2008年4月21日提交)中找到有關(guān)應(yīng)用(或主機(jī))處理器112和mpu120的示例性合適配置的詳情，所述專利申請(qǐng)通過(guò)引用以其整體并入本文。

在本示例實(shí)施例中，mpu120如所示包括傳感器處理器130、內(nèi)部存儲(chǔ)器140和一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部傳感器150。內(nèi)部傳感器150可以例如包括，陀螺儀151、加速度計(jì)152、羅盤153(例如，磁強(qiáng)計(jì))、壓力傳感器154、麥克風(fēng)155、接近傳感器156等)。雖未示出，但內(nèi)部傳感器150可以包括多種傳感器中的任一種，例如，溫度傳感器、光傳感器、濕度傳感器、生物傳感器、圖像傳感器等。內(nèi)部傳感器150可以例如實(shí)施成基于mems的運(yùn)動(dòng)傳感器，其包括如陀螺儀或加速度計(jì)的慣性傳感器或如霍爾效應(yīng)或洛倫茲場(chǎng)磁強(qiáng)計(jì)的電磁傳感器。內(nèi)部傳感器150的至少其中一部分還可以例如是基于mems技術(shù)以外的傳感器技術(shù)(例如，cmos技術(shù)等)。如所期望的，內(nèi)部傳感器150中的一者或多者可用于提供沿三個(gè)正交軸線或任何等效結(jié)構(gòu)測(cè)得的原始數(shù)據(jù)輸出。內(nèi)部傳感器114可以存儲(chǔ)用于處理內(nèi)部傳感器150中的一者或多者所輸出的數(shù)據(jù)的算法、例行程序或其他指令，包括傳感器同步模塊142和傳感器融合模塊144，如本文更詳細(xì)描述的。如果提供，外部傳感器116可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，如加速度計(jì)、陀螺儀、磁強(qiáng)計(jì)、壓力傳感器、麥克風(fēng)、接近傳感器、圖像傳感器、環(huán)境光傳感器、生物傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器等。如本文所用，內(nèi)部傳感器一般指使用例如mems技術(shù)來(lái)實(shí)施的、與mpu120集成到單個(gè)芯片中的傳感器。而如本文所用的外部傳感器一般指設(shè)備100上板載而未集成到mpu120中的傳感器。

雖然本文中的多種實(shí)施例可能是在mpu120中實(shí)施的內(nèi)部傳感器的環(huán)境中描述的，但這些技術(shù)可被應(yīng)用于非集成的傳感器，如外部傳感器116；并且類似地，傳感器同步模塊142和/或傳感器融合模塊144可以使用任何可用存儲(chǔ)器資源中、如應(yīng)用存儲(chǔ)器114中所存儲(chǔ)的指令來(lái)實(shí)施，并且可以使用任何可用處理器，如應(yīng)用(或主機(jī))處理器112來(lái)執(zhí)行。再者，傳感器同步模塊142執(zhí)行的功能可以使用硬件、固件和軟件的任何組合來(lái)實(shí)施。

正如將理解的，應(yīng)用(或主機(jī))處理器112和/或傳感器處理器130可以是運(yùn)行設(shè)備100的軟件程序和/或與設(shè)備100的功能相關(guān)的其他應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)微處理器、中央處理單元(cpu)、微控制器或其他處理器。例如，可以提供不同軟件應(yīng)用程序，如菜單導(dǎo)航軟件、游戲、相機(jī)功能控制、導(dǎo)航軟件和電話或者范圍廣泛的多種其他軟件和功能接口。在一些實(shí)施例中，可以在單個(gè)設(shè)備100上提供多個(gè)不同應(yīng)用，在這些實(shí)施例的其中一些實(shí)施例中，可以同時(shí)在設(shè)備100上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用?？梢栽谌珉娮哟鎯?chǔ)器的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或如硬盤、光盤、閃存等的其他存儲(chǔ)介質(zhì)上提供多個(gè)軟件層，以用于與應(yīng)用處理器112和傳感器處理器130一起使用。例如，可以為設(shè)備100提供操作系統(tǒng)層以便實(shí)時(shí)控制和管理系統(tǒng)資源，啟用應(yīng)用軟件和其他層的功能，以及將應(yīng)用程序與設(shè)備100的其他軟件和功能通過(guò)接口連接在一起。在多種示例實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)算法層可以提供對(duì)從內(nèi)部或外部傳感器提供的原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行低級(jí)處理的運(yùn)動(dòng)算法。再者，傳感器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)涌梢蕴峁┡c設(shè)備100的硬件傳感器的軟件接口?？梢栽趹?yīng)用存儲(chǔ)器114中提供這些層的其中一些或全部以供傳感器112訪問，在內(nèi)部存儲(chǔ)器140中提供這些層的其中一些或全部以供傳感器處理器130訪問，或在任何其他合適的架構(gòu)(例如，包括分布式架構(gòu))中提供這些層的其中一些或全部。

在一些示例實(shí)施例中，將理解的是，可以提供圖1所示的示例架構(gòu)來(lái)用于使用mpu120執(zhí)行的傳感器同步，并且可能無(wú)需應(yīng)用處理器112和/或應(yīng)用存儲(chǔ)器114的參與。此類示例實(shí)施例可以例如通過(guò)單個(gè)襯底上的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部傳感器150來(lái)實(shí)施。而且，如下文將描述的，可以使用具有計(jì)算效率的算法來(lái)實(shí)施這些傳感器同步技術(shù)以減少處理開銷和功耗。

正如本文所論述的，本公開的多個(gè)不同方面可以例如包括，處理指示設(shè)備取向和/或位置的多種傳感器信號(hào)。此類信號(hào)的非限制性示例是指示世界坐標(biāo)系中的加速度計(jì)、陀螺儀和/或羅盤取向的信號(hào)。

在示例實(shí)施方式中，加速度計(jì)、陀螺儀和/或羅盤電路可以輸出指示設(shè)備取向的向量。此類向量最初可以例如表示在本體(或設(shè)備)坐標(biāo)系中。此類向量可以通過(guò)例如基于傳感器融合計(jì)算的轉(zhuǎn)換功能來(lái)處理，轉(zhuǎn)換功能將取向向量轉(zhuǎn)換成世界坐標(biāo)系。此類轉(zhuǎn)換可以例如逐個(gè)傳感器地執(zhí)行和/或基于匯總向量來(lái)執(zhí)行，匯總向量基于來(lái)自多個(gè)傳感器的信號(hào)。

如本文所提到的，傳感器同步模塊142或其任何部分可以通過(guò)根據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器140中的軟件指令(例如，傳感器同步模塊軟件)運(yùn)行的處理器(例如，傳感器處理器130)來(lái)實(shí)施，或通過(guò)純硬件解決方案(例如，板載于mpu120上)來(lái)實(shí)施。又如，傳感器同步模塊142或其任何部分可以通過(guò)根據(jù)存儲(chǔ)在應(yīng)用存儲(chǔ)器114中的軟件指令運(yùn)行的應(yīng)用處理器112(或其他處理器)來(lái)實(shí)施，或通過(guò)(例如，板載于設(shè)備100上且位于mpu120外部的)純硬件解決方案來(lái)實(shí)施。

圖2至圖6的論述將提供至少傳感器同步模塊142的操作的進(jìn)一步示例詳情。應(yīng)該理解的是，本文論述的功能模塊中任何或全部功能模塊均可以用純硬件實(shí)施方式來(lái)實(shí)施和/或通過(guò)根據(jù)軟件指令運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)處理器來(lái)實(shí)施。還應(yīng)理解的是，任何或全部軟件指令均可存儲(chǔ)在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。

接下來(lái)參考圖2，此附圖示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例傳感器系統(tǒng)。示例傳感器系統(tǒng)200可以例如用于同步手持設(shè)備(例如，移動(dòng)電話、pda、相機(jī)、便攜式媒體播放器、游戲設(shè)備等)的傳感器。但是，要注意，傳感器系統(tǒng)200不局限于手持設(shè)備，例如可容易地應(yīng)用于可穿戴設(shè)備(例如，手表、頭帶、臂環(huán)、帶式安裝的設(shè)備、眼鏡、健身設(shè)備、健康監(jiān)護(hù)設(shè)備等)以及其他設(shè)備。示例傳感器系統(tǒng)200可以例如與圖1所示及本文論述的示例設(shè)備100共有任何或全部特征。例如，傳感器系統(tǒng)200或其任何部分可以利用圖1中根據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器140中的傳感器同步模塊142中的軟件指令運(yùn)行的傳感器處理器130來(lái)實(shí)施。又如，傳感器系統(tǒng)200或其任何部分可以利用根據(jù)存儲(chǔ)在應(yīng)用存儲(chǔ)器114中的軟件指令運(yùn)行的應(yīng)用(或主機(jī))處理器112來(lái)實(shí)施。

傳感器系統(tǒng)200可以例如包括處理電路210，所述處理電路利用一個(gè)或多個(gè)傳感器電路來(lái)獲取多種感測(cè)的信息和/或據(jù)此導(dǎo)出的信息。處理電路210可以包括各種各樣電路類型中任一種的特征。例如，處理電路210可以包括主機(jī)電路(例如，應(yīng)用處理器、調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用處理器等)、微控制器單元(例如，傳感器集線器等)、傳感器處理器、圖像傳感器或圖像處理器等中一者或多者。處理電路210可以例如與圖1所示且在本文中論述的示例系統(tǒng)100的應(yīng)用處理器112和/或傳感器處理器130共有任何一個(gè)或全部特征。

傳感器系統(tǒng)200可以例如包括處理電路210所利用的一個(gè)或多個(gè)傳感器電路。在示例系統(tǒng)200中示出了兩個(gè)示例傳感器電路220和250，但是本公開的范圍不受限于任何特定數(shù)量的傳感器電路。傳感器電路220和250可以例如包括一個(gè)或多個(gè)mems傳感器和/或非mems傳感器。傳感器電路220和250可以例如與圖1所示且在本文中論述的系統(tǒng)100的內(nèi)部傳感器150和/或外部傳感器116共有任何或全部特征。

傳感器電路220和250中的一者或多者可以例如包括單個(gè)電子封裝體中的集成電路。傳感器電路220和250中的一者或多者可以例如包括芯片組。又如，傳感器電路220和250中的一者或多者可以包括較大的集成設(shè)備，例如片上系統(tǒng)、多裸片單封裝體系統(tǒng)等的一部分。

傳感器電路220和250中的一者或多者可以例如包括mems陀螺儀電路。又如，傳感器電路220和250中的一者或多者可以包括集成的mems陀螺儀和加速度計(jì)電路(例如，在同一個(gè)裸片上和/或同一個(gè)封裝體中)。再如，傳感器電路220和250中的一者或多者可以包括集成的mems陀螺儀、加速度計(jì)和羅盤電路(例如，在同一個(gè)裸片上和/或同一個(gè)封裝體中)。另如，傳感器電路220和250中的一者或多者可以包括集成的mems陀螺儀、加速度計(jì)、羅盤和壓力傳感器電路(例如，在同一個(gè)裸片上和/或同一個(gè)封裝體中)。又另如，傳感器電路220和250中的一者或多者可以包括集成的mems陀螺儀、加速度計(jì)、羅盤、壓力傳感器和麥克風(fēng)電路(例如，在同一個(gè)裸片上和/或同一個(gè)封裝體中，在不同的封裝體中等)。所述一個(gè)或多個(gè)傳感器220和250還可以包括生物傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器、接近傳感器等(例如，在同一個(gè)裸片上和/或同一個(gè)封裝體中，在不同的封裝體中等)。

第一傳感器電路220可以例如，包括rc振蕩器模塊222，通常利用所述rc振蕩器模塊來(lái)控制第一傳感器電路220的感測(cè)定時(shí)、傳感器數(shù)據(jù)處理和/或數(shù)據(jù)i/o活動(dòng)。rc傳感器模塊222可以例如是相對(duì)低質(zhì)量的、便宜的、且低功率的設(shè)備。例如，rc振蕩器模塊222可以特征為10k或更大ppm的穩(wěn)定性。又如，rc振蕩器模塊222可以特征為5k或更大ppm的穩(wěn)定性、20k或更大ppm的穩(wěn)定性、100k或更大ppm的穩(wěn)定性等。

rc振蕩器模塊222的輸出信號(hào)可以例如直接地或通過(guò)復(fù)用電路223輸入到快速時(shí)鐘發(fā)生器模塊224中，所述快速時(shí)鐘發(fā)生器模塊例如基于rc振蕩器模塊222的輸出向第一傳感器電路220的多個(gè)不同傳感器處理模塊提供時(shí)鐘信號(hào)。例如，快速時(shí)鐘發(fā)生器模塊224可以向樣本鏈模塊226、輸出數(shù)據(jù)速率(odr)發(fā)生器模塊228、輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊230等提供時(shí)鐘信號(hào)。復(fù)用電路223還可以接收外部時(shí)鐘輸入234的外部時(shí)鐘信號(hào)。復(fù)用電路223可以例如在處理電路210和/或第一傳感器電路220的控制下，選擇是將在外部時(shí)鐘輸入234處接收的外部時(shí)鐘信號(hào)還是將從rc振蕩器模塊222接收的時(shí)鐘(或定時(shí))信號(hào)提供給快速時(shí)鐘發(fā)生器模塊224。

第一傳感器電路220還可以例如包括mems模擬模塊225。mems模擬模塊225可以例如包括mems傳感器(例如，本文論述的mems傳感器中任一個(gè)或其他mems傳感器)的模擬部分。

第一傳感器電路220還可以包括樣本鏈模塊226。樣本鏈模塊226可以例如對(duì)來(lái)自mems模擬模塊225的一個(gè)或多個(gè)模擬信號(hào)輸出進(jìn)行采樣，并且將這些樣本轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)數(shù)字值。在示例實(shí)施方式中，樣本鏈模塊226可以例如包括西格瑪-德爾塔a/d轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)行過(guò)采樣并累計(jì)以例如輸出16位數(shù)字值。

第一傳感器電路220可以例如額外包括輸出數(shù)據(jù)速率(odr)發(fā)生器模塊228，所述輸出數(shù)據(jù)速率發(fā)生器模塊例如以輸出數(shù)據(jù)速率(odr)將來(lái)自樣本鏈模塊226的數(shù)字傳感器信息存儲(chǔ)在輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊230中。

第一傳感器電路220還例如可以在例如輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊230(例如，其寄存器或寄存器組、通用存儲(chǔ)器等)的輸出處提供數(shù)據(jù)接口232，，處理電路210可以經(jīng)由所述數(shù)據(jù)接口與第一傳感器電路220通信。例如，處理電路210可以經(jīng)數(shù)據(jù)總線接口212(例如，i2c接口、spi接口等)在通信上耦合到第一傳感器電路220。

雖然第一傳感器電路220圖示為具有單個(gè)的mems模擬模塊225、樣本鏈模塊226、odr發(fā)生器模塊228以及輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊230，但是呈現(xiàn)這樣單個(gè)組的模塊是為了說(shuō)明清楚而非限制。例如，第一傳感器電路220可以包括多個(gè)mems模擬模塊，它們各自與相應(yīng)的樣本鏈模塊、odr發(fā)生器模塊和/或輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相對(duì)應(yīng)。

注意，第一傳感器電路220還可以包括處理傳感器信息以輸出設(shè)備位置、取向等信息的一個(gè)或多個(gè)處理器。例如，輸出到輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊230的信息可以包括原始傳感器數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、經(jīng)過(guò)濾的傳感器數(shù)據(jù)、經(jīng)多種坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換的傳感器數(shù)據(jù)、位置信息、取向信息、定時(shí)信息等。

第一傳感器電路220可以例如包括同步信號(hào)輸入234，所述同步信號(hào)輸入從外部源接收同步信號(hào)，例如脈沖，并且將第一傳感器電路220的輸出數(shù)據(jù)速率(odr)對(duì)準(zhǔn)所接收的脈沖。脈沖可以例如，包括odr_sync_in脈沖。同步信號(hào)輸入234可以例如耦合到第一傳感器電路220內(nèi)的odr發(fā)生器模塊228。同步信號(hào)輸入234可以例如，從處理電路210(例如，從處理電路210的同步信號(hào)輸出214)接收同步信號(hào)。

第二傳感器電路250可以例如與本文論述的示例第一傳感器電路220共有任何或全部特征。例如，與第一傳感器電路220一樣，第二傳感器電路250可以包括rc振蕩器模塊252、復(fù)用器253、快速時(shí)鐘發(fā)生器模塊254、mems模擬模塊255、樣本鏈模塊256、odr發(fā)生器模塊258、輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊260、數(shù)據(jù)接口262、以及同步信號(hào)輸入264。

圖3示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例同步場(chǎng)景的時(shí)序圖300。時(shí)序圖300最上方的時(shí)間線，標(biāo)記為“內(nèi)部odr”，表示傳感器電路(例如，第一傳感器電路220、第二傳感器電路250、本文論述的任何傳感器電路、通用傳感器電路等)的內(nèi)部輸出數(shù)據(jù)速率(odr)。內(nèi)部odr可以例如由odr發(fā)生器模塊228生成。雖然在理想情況下odr可以以恒定周期出現(xiàn)，但實(shí)踐中，odr周期可能漂移。例如，如本文所解釋的，振蕩器模塊(例如，rc振蕩器模塊222和252，或本文論述的任何振蕩器模塊)可能是以經(jīng)濟(jì)效率和/或功率效率優(yōu)先于性能地構(gòu)造的。此類振蕩器漂移的示例可以在內(nèi)部odr脈沖之間不一致的時(shí)間間隔中見到，如圖3中內(nèi)部odr時(shí)間線所示。

時(shí)序圖300最下方的時(shí)間線，標(biāo)記為“odr同步”，表示同步信號(hào)(例如，從處理電路210的同步信號(hào)輸出214中輸出的odr同步信號(hào)，本文論述的任何同步信號(hào)、通用同步信號(hào)等)。如圖3所示，當(dāng)?shù)谝煌矫}沖310從例如處理電路210傳送到傳感器電路220時(shí)，使得內(nèi)部odr信號(hào)315移動(dòng)以對(duì)準(zhǔn)第一同步脈沖310。在稍后某個(gè)時(shí)間，當(dāng)?shù)诙矫}沖320從處理電路210傳送到傳感器電路220時(shí)，使得內(nèi)部odr信號(hào)325移動(dòng)以對(duì)準(zhǔn)第二同步脈沖。例如，雖然odr發(fā)生器模塊228按常規(guī)尚未準(zhǔn)備捕獲和存儲(chǔ)來(lái)自樣本鏈模塊226的數(shù)據(jù)，但是第二同步脈沖320的到達(dá)可以強(qiáng)制odr發(fā)生器模塊228進(jìn)行動(dòng)作。此示例同步的發(fā)生標(biāo)記為330，并且將在本文其他位置予以引述。

作為另一個(gè)示例，odr發(fā)生器模塊228通?？梢試L試以目標(biāo)周期t周期性地工作。在第一時(shí)間，odr發(fā)生器模塊228從樣本鏈226獲取第一傳感器數(shù)據(jù)，并將所獲取的第一傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊230中。在正常操作下，odr發(fā)生器模塊228于是將等到第二時(shí)間，第二時(shí)間等于第一時(shí)間加目標(biāo)周期t，并且然后獲取并存儲(chǔ)第二傳感器數(shù)據(jù)。但是，因?yàn)閞c振蕩器模塊222不完善，odr發(fā)生器模塊228可能滯后。接著所述示例，當(dāng)接收到odr同步信號(hào)時(shí)，odr發(fā)生器模塊228可以在odr發(fā)生器模塊228正常應(yīng)已經(jīng)完成獲取并存儲(chǔ)第二傳感器數(shù)據(jù)之前通過(guò)即刻進(jìn)行此操作來(lái)做出響應(yīng)(盡管存在某種延遲，對(duì)此本文將進(jìn)行論述)。

同步過(guò)程可以按需執(zhí)行。例如，當(dāng)開始執(zhí)行其中多種傳感器之間要求相對(duì)較高同步程度的應(yīng)用時(shí)，處理電路210可以生成odr同步信號(hào)，在同步信號(hào)輸出214處輸出此類信號(hào)。例如，在相機(jī)應(yīng)用初始化時(shí)，圖像傳感器與陀螺儀之間的同步程度相對(duì)較高(例如，對(duì)于光學(xué)圖像穩(wěn)定性(ois)或電子圖像穩(wěn)定性(eis)操作來(lái)說(shuō))可能是有所獲益的。處理電路210可以例如在相機(jī)應(yīng)用(例如，在主機(jī)操作系統(tǒng)的指令下，在應(yīng)用的指令下等)初始化時(shí)生成odr同步信號(hào)。又如，在應(yīng)用執(zhí)行過(guò)程中可能出現(xiàn)對(duì)此類同步的需要，例如在所述應(yīng)用將要執(zhí)行需要相對(duì)較高同步程度的活動(dòng)時(shí)。例如，當(dāng)對(duì)相機(jī)應(yīng)用觸發(fā)聚焦按鈕時(shí)，或在向相機(jī)應(yīng)用提供指示將要拍攝照片的用戶輸入時(shí)，處理電路210可以生成odr同步信號(hào)。

處理電路210可能偶發(fā)性地(例如，周期性地)按需執(zhí)行同步過(guò)程，例如基于預(yù)定的重新同步速率。又如，知曉傳感器電路220的內(nèi)部odr信號(hào)的穩(wěn)定性(或漂移)和/或知曉所期望的同步程度，處理電路210就可以智能地確定何時(shí)生成odr同步信號(hào)。例如，如果對(duì)于每個(gè)時(shí)間量t，傳感器電路220的內(nèi)部odr信號(hào)的較差情況漂移累積到不可接受的錯(cuò)位程度，則處理電路210可以以小于t的時(shí)間段向傳感器電路220輸出odr同步信號(hào)。這種重新同步可以例如持續(xù)地進(jìn)行，在特定應(yīng)用正運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，當(dāng)檢測(cè)到用戶輸入指示最近或當(dāng)前正使用同步很重要的應(yīng)用時(shí)進(jìn)行，當(dāng)用戶輸入指示系統(tǒng)200的需要增強(qiáng)的傳感器同步的功能迫近時(shí)進(jìn)行，當(dāng)檢測(cè)到主機(jī)設(shè)備的使用時(shí)進(jìn)行等。

作為示例，時(shí)間對(duì)準(zhǔn)不確定性可以表示為：

不確定性＝(傳感器系統(tǒng)odrppm/sec漂移)/(odr同步頻率)

因此，隨著odr同步頻率的增大，對(duì)準(zhǔn)不確定性降低。然而，能量和處理成本一般會(huì)隨著odr同步頻率的增大而上升。

注意，不同的應(yīng)用可能具有相應(yīng)不同的同步要求。因此，第一和第二應(yīng)用可能導(dǎo)致以相應(yīng)不同的速率生成odr同步信號(hào)。即使在特定應(yīng)用內(nèi)，仍可能按不同的速率(例如，在正常相機(jī)操作對(duì)圖片傳真操作過(guò)程中，在可以實(shí)時(shí)檢測(cè)穩(wěn)定程度的情況下相對(duì)穩(wěn)定用戶對(duì)相對(duì)不穩(wěn)定用戶的操作過(guò)程中等)來(lái)生成odr同步信號(hào)。

處理電路210還可以例如，確定何時(shí)不再需要同步活動(dòng)。例如，在相機(jī)或其他圖像獲取應(yīng)用關(guān)閉時(shí)，處理電路210可以確定不再需要增大的(或增強(qiáng)的)同步量。此時(shí)，傳感器電路220的定時(shí)可以恢復(fù)到rc振蕩器模塊222的自主控制。又如，在確定用戶生命特征的健康相關(guān)的應(yīng)用完成執(zhí)行健康監(jiān)測(cè)活動(dòng)之后，處理電路210可以不繼續(xù)生成odr同步信號(hào)。另如，在使用相機(jī)應(yīng)用拍攝照片并且持續(xù)閾值時(shí)間未接收到用戶輸入之后，相機(jī)應(yīng)用可以(例如，利用軟件指令)指示處理電路210中斷生成odr同步信號(hào)。再另如，在導(dǎo)航應(yīng)用的執(zhí)行過(guò)程中，例如，在戶外導(dǎo)航和/或依賴于如慣性傳感器的板載傳感器的其他導(dǎo)航過(guò)程中，處理電路可以按需生成odr同步信號(hào)，但可以然后例如當(dāng)基于gps的導(dǎo)航接管控制時(shí)中斷此類生成。

如本文例如在圖2的論述中提及的，根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面，傳感器電路220可以包括外部時(shí)鐘信號(hào)的外部時(shí)鐘輸入234。在示例配置中，來(lái)自rc振蕩器模塊222和外部時(shí)鐘輸入234的輸出均可以被輸入到復(fù)用器223，以及可以選擇期望的時(shí)鐘以供傳感器電路220利用。例如，無(wú)論何時(shí)存在(例如，能量檢測(cè)電路耦合到外部時(shí)鐘輸入234的情況下)，傳感器電路220都可以選擇外部時(shí)鐘信號(hào)來(lái)利用，傳感器電路220可以僅在處理電路210指示如此時(shí)(例如，在操作系統(tǒng)的控制下和/或處理電路210所執(zhí)行的操作相關(guān)的應(yīng)用的控制下)等才選擇外部時(shí)鐘信號(hào)來(lái)利用。又如，處理電路210可以指示傳感器電路220在處理電路210生成odr同步信號(hào)的過(guò)程中利用外部時(shí)鐘信號(hào)。

例如，外部時(shí)鐘信號(hào)，例如系統(tǒng)或主機(jī)信號(hào)可能比傳感器電路220的內(nèi)部時(shí)鐘更加準(zhǔn)確。在這種場(chǎng)景中，利用相對(duì)更準(zhǔn)確的外部時(shí)鐘來(lái)控制內(nèi)部odr信號(hào)可以有利地降低處理電路210生成odr同步信號(hào)的速率或頻率。換言之，如果傳感器電路220的內(nèi)部odr信號(hào)沒有漂移太多，則無(wú)需頻繁地重新同步。

應(yīng)該注意的是，雖然以上論述著重于一個(gè)傳感器電路，但是本公開的范圍不限于任何特定數(shù)量的傳感器電路。例如，可以并入任何數(shù)量的傳感器電路。在包括多個(gè)傳感器電路的實(shí)施方式中，每個(gè)傳感器電路可以具有相應(yīng)的同步要求。例如，在這種場(chǎng)景中，可以所有這些傳感器電路共享同步輸入，所述共享同步輸入可以例如設(shè)計(jì)成對(duì)最需要同步的傳感器電路進(jìn)行同步。

又如，在這種場(chǎng)景中，各個(gè)傳感器可以具有專用線路(或共享總線上的地址)，使用所述專用線路來(lái)根據(jù)傳感器自身的需求單獨(dú)地同步傳感器。以此方式，可以避免對(duì)無(wú)需這種同步的傳感器進(jìn)行不必要的同步。在多個(gè)傳感器共享共用同步線路的示例場(chǎng)景中，處理電路210可以基于這些傳感器電路的最差情況內(nèi)部odr偏移率確定odr同步脈沖速率。例如，第一傳感器電路可能具有最大內(nèi)部odr漂移率。在這種場(chǎng)景中，處理電路210可以僅基于第一傳感器電路的內(nèi)部odr漂移率來(lái)確定所有傳感器電路的odr同步脈沖頻率。在另一個(gè)示例場(chǎng)景中，處理電路210還可以基于當(dāng)前正在執(zhí)行的應(yīng)用的實(shí)時(shí)需求來(lái)確定odr同步脈沖速率。例如，如果具有最差相應(yīng)內(nèi)部odr漂移率的特定傳感器并非正被當(dāng)前應(yīng)用所使用，則在確定何時(shí)生成odr同步脈沖(例如，其頻率)時(shí)，處理電路210無(wú)需考慮此處理器。

參考圖4，此附圖示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例同步方案的時(shí)序圖400。最上方標(biāo)記為“快速時(shí)鐘”的時(shí)間線表示快速時(shí)鐘信號(hào)，例如像可以是從快速時(shí)鐘發(fā)生器模塊224輸出的?？焖贂r(shí)鐘信號(hào)可以例如基于傳感器電路220的外部時(shí)鐘輸入234處接收的外部時(shí)鐘。中間標(biāo)記為“內(nèi)部odr”的時(shí)間線表示傳感器電路220的內(nèi)部odr信號(hào)。內(nèi)部odr信號(hào)可以例如同步到快速時(shí)鐘信號(hào)。內(nèi)部odr信號(hào)可以例如與圖3所示的內(nèi)部odr信號(hào)相同。最下方標(biāo)記為“odr同步”的時(shí)間線表示同步信號(hào)(例如，從處理電路210的同步信號(hào)輸出214輸出的odr同步信號(hào))。odr同步信號(hào)可以例如與圖3所示的odr同步信號(hào)相同。

雖然圖3中未示出，但是將內(nèi)部odr信號(hào)同步到odr同步信號(hào)可能要花費(fèi)一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘周期。此情況的示例在圖4中例如以標(biāo)記為430的區(qū)域示出。例如，odr同步脈沖的上升沿與下一個(gè)已同步的內(nèi)部odr脈沖之間可能存在某個(gè)延遲。例如，在前一個(gè)內(nèi)部odr事件423(例如，時(shí)鐘事件)之后，處理電路210將來(lái)自同步信號(hào)輸出214的odr同步信號(hào)425輸出到傳感器電路220。傳感器電路220可以例如在快速時(shí)鐘的上升沿441注意到odr同步脈沖或?qū)⑵鋾r(shí)鐘輸入。然后可以在快速時(shí)鐘的下一個(gè)上升沿442處出現(xiàn)下一個(gè)內(nèi)部odr事件425(例如，時(shí)鐘事件、傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)事件等)。注意，在生成下一個(gè)內(nèi)部odr事件425之前，可能需要快速時(shí)鐘的一個(gè)或多個(gè)周期，這取決于具體的實(shí)施方式。

一般而言，快速時(shí)鐘信號(hào)越快(或頻率越高)，經(jīng)同步的內(nèi)部odr脈沖在時(shí)間上就越接近odr同步脈沖的上升沿。例如，可以將快速時(shí)鐘信號(hào)的速率指定為小于某個(gè)最大可接受延遲的結(jié)果(例如，1ms、1μs、小于1μs等)。

現(xiàn)在參考圖5，其示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例傳感器系統(tǒng)500。示例傳感器系統(tǒng)500可以例如，與圖1和圖2所示以及本文論述的示例系統(tǒng)100和200以及本文論述的所有傳感器系統(tǒng)共有任何或全部特征。例如，圖5所示的示例傳感器系統(tǒng)500的方面可以容易地并入到圖1和圖2所示的系統(tǒng)100和200中和/或本文論述的任何系統(tǒng)中，并且反之亦然。注意，為了說(shuō)明清楚，圖5所示的示意圖中未示出本文論述的其他系統(tǒng)的多種模塊(例如，mems模擬模塊225、樣本鏈模塊226、輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊230等)。

圖5所示的傳感器系統(tǒng)500的組件可以與圖1和圖2的相似命名的組件共有任何或全部特征。例如，圖5的處理電路510可以與圖1的處理電路(例如，應(yīng)用處理器112和/或傳感器處理器130)、圖2的處理電路210、本文論述的任何處理電路等共有任何或全部特征。又如，圖5的第一傳感器電路520和第二傳感器電路550可以與圖1的傳感器電路116和150、圖2的第一和第二傳感器電路220和250、本文論述的任何傳感器電路等共有任何或全部特征。

一般而言，處理電路510可以用第一傳感器電路520已知的、準(zhǔn)確且恒定的頻率和/或周期生成一系列同步脈沖(例如，odr同步脈沖)，然后這些同步脈沖被送到第一傳感器電路520(例如，在同步信號(hào)輸出514處輸出)。第一傳感器電路520然后可以將其內(nèi)部時(shí)鐘頻率與已知的odr同步頻率進(jìn)行比較。一旦第一傳感器電路520得知與其內(nèi)部時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的誤差，第一傳感器電路520就可以調(diào)整其內(nèi)部定時(shí)(例如，通過(guò)將內(nèi)部時(shí)鐘縮放至其所期望的頻率，通過(guò)對(duì)用于創(chuàng)建odr的除數(shù)值進(jìn)行縮放等)，從而使之更準(zhǔn)確地匹配期望的odr?？梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器電路來(lái)例如獨(dú)立地執(zhí)行此過(guò)程。

例如，可以將rc振蕩器模塊522的輸出提供到計(jì)數(shù)器模塊540。在示例場(chǎng)景中，在來(lái)自處理電路510的第一odr同步脈沖到達(dá)時(shí)，可以將計(jì)數(shù)器的值存儲(chǔ)在寄存器組542的第一寄存器中。繼續(xù)所述示例場(chǎng)景，在來(lái)自處理電路510的第二odr同步脈沖到達(dá)時(shí)，可以將計(jì)數(shù)器的值存儲(chǔ)在寄存器組542的第二寄存器中。比較模塊544然后可以將所存儲(chǔ)的第一和第二計(jì)數(shù)器值之間的差與預(yù)期計(jì)數(shù)差值加以比較，預(yù)期計(jì)數(shù)差值例如是從預(yù)期計(jì)數(shù)差模塊545接收的、是如果使得rc振蕩器模塊522在理想情況下工作所應(yīng)得到的。然后所述比較的結(jié)果可以輸出到調(diào)整模塊546。

然后調(diào)整模塊546可以例如確定例如對(duì)于時(shí)鐘頻率和/或時(shí)鐘分頻值的調(diào)整，以便實(shí)現(xiàn)第一傳感器電路520的(例如，內(nèi)部odr信號(hào)的)所期望的內(nèi)部定時(shí)調(diào)整。然后調(diào)整模塊546可以將所確定的調(diào)整的信息傳送到采樣率發(fā)生器模塊548。注意，可以經(jīng)處理電路510的數(shù)據(jù)接口512和經(jīng)第一傳感器電路520的數(shù)據(jù)接口532將odr同步脈沖間隔和/或預(yù)期計(jì)數(shù)差值的信息傳送到第一傳感器電路520。此類信息還可以例如包括頻率信息。

在示例場(chǎng)景中，如果計(jì)數(shù)器之間的理想差值應(yīng)該是100，但是僅為99，則可以通過(guò)例如更改時(shí)鐘分頻值、更改定時(shí)器電路中的可變電阻器和/或可變電容器的值等來(lái)校正這種偏差。

正如上文就圖2所示的示例系統(tǒng)200而言論述的，處理電路510可以確定何時(shí)要執(zhí)行本文論述的同步，并且例如通知傳感器電路520和550是否要執(zhí)行同步。又如，傳感器電路520和550也可以確定是否要執(zhí)行同步。正如本文論述的，智能地確定何時(shí)執(zhí)行例如與正常操作不同的、增強(qiáng)的同步，可以通過(guò)免除不必要的通信和/或處理而有益地節(jié)省能量。

現(xiàn)在參考圖6，此附圖示出根據(jù)本公開的多個(gè)不同方面的示例傳感器系統(tǒng)600。圖6的示例傳感器系統(tǒng)600可以例如與圖1、圖2和圖5所示及本文論述的示例系統(tǒng)100、200和500共有任何或全部特征。例如，圖6所示的示例傳感器系統(tǒng)600的方面可以容易地并入到圖1、圖2和圖5所示的系統(tǒng)100、200和500中，并且反之亦然。注意，為了說(shuō)明清楚，圖5所示的示意圖中未示出本文論述的其他系統(tǒng)的多種模塊(例如，mems模擬模塊225、樣本鏈模塊226、輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊230等)。

圖6所示的傳感器系統(tǒng)600的組件可以與圖1、圖2和圖5的相似命名的組件100、200和500共有任何或全部特征。例如，圖6的處理電路610可以與圖1的處理電路(例如，圖1的應(yīng)用處理器112和/或傳感器處理器130)、圖2的處理電路210以及圖5的處理電路510、本文論述的任何處理電路等共有任何或全部特征。又如，圖6的第一傳感器電路620和第二傳感器電路650可以與圖1的傳感器電路116和150、圖2的第一和第二傳感器電路220和250、圖5的第一和第二傳感器電路520和550、本文論述的任何傳感器電路等共有任何或全部特征。

圖6所示的傳感器系統(tǒng)600例如與圖5所示的傳感器系統(tǒng)500的總體不同之處可以在于，處理電路610在調(diào)整傳感器電路620和650的內(nèi)部時(shí)鐘速率中起到相對(duì)更主導(dǎo)的作用。

一般而言，處理電路610可以生成充足地間隔開的兩個(gè)或更多個(gè)odr同步脈沖，使得處理電路610能夠在每個(gè)脈沖之間例如通過(guò)數(shù)據(jù)接口632讀取傳感器電路620中的內(nèi)部寄存器642。處理電路610可以例如從同步信號(hào)輸出614輸出此類odr同步脈沖。例如，每個(gè)odr同步脈沖可以使得傳感器電路620將其自身內(nèi)部定時(shí)器值捕獲在處理電路610經(jīng)數(shù)據(jù)接口632可訪問的寄存器642中。知曉發(fā)送到傳感器電路620的這些脈沖各自之間的時(shí)間周期以及對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)(例如鎖存)的內(nèi)部定時(shí)器計(jì)數(shù)，處理電路610就可以估計(jì)傳感器電路620的時(shí)鐘誤差。然后處理電路610可以使用此誤差估計(jì)值來(lái)對(duì)傳感器電路odr進(jìn)行編程，從而使之更對(duì)準(zhǔn)期望的速率?？梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器電路(例如，第一傳感器電路620、第二傳感器電路650等)來(lái)例如獨(dú)立地執(zhí)行此過(guò)程。

在示例場(chǎng)景中，如果傳感器電路620的期望odr是100hz、且估計(jì)的時(shí)鐘誤差為+1％，則處理電路620可以將傳感器電路620的odr編程為99hz，以便為傳感器電路620提供100hz或與之相近的有效odr。此估計(jì)過(guò)程可以基于計(jì)劃來(lái)重復(fù)執(zhí)行或在工作條件保證(例如，基于傳感器電路620的溫度和/或其他工作參數(shù)改變了大于指定閾值)時(shí)重復(fù)執(zhí)行。

例如，可以將rc振蕩器模塊622的輸出提供到計(jì)數(shù)器模塊640。在來(lái)自處理電路610的第一odr同步脈沖(例如，在同步信號(hào)輸入634處)到達(dá)時(shí)，可以將計(jì)數(shù)器模塊640的第一計(jì)數(shù)器值存儲(chǔ)在寄存器642中。在生成第二odr同步脈沖之前，處理電路610可以例如經(jīng)傳感器電路620的數(shù)據(jù)接口632和處理電路610的數(shù)據(jù)接口612從寄存器642讀取存儲(chǔ)的第一計(jì)數(shù)器值。在來(lái)自處理電路610的第二odr同步脈沖到達(dá)時(shí)，可以將計(jì)數(shù)器模塊640的第二計(jì)數(shù)器值存儲(chǔ)在寄存器642中(或，在已生成兩個(gè)ods同步脈沖之后讀取兩個(gè)計(jì)數(shù)器的場(chǎng)景中，例如存儲(chǔ)在第二寄存器中)。然后處理電路644的比較模塊644可以將第一與第二計(jì)數(shù)器值之間的差與如果使得rc振蕩器模塊622在理想情況下工作所應(yīng)得到的預(yù)期差值進(jìn)行比較。然后處理電路610的調(diào)整確定模塊646可以例如確定對(duì)例如傳感器電路220的時(shí)鐘頻率和/或分頻值的調(diào)整，以便實(shí)現(xiàn)傳感器電路220的(例如，內(nèi)部odr信號(hào)的)所期望的內(nèi)部定時(shí)調(diào)整。然后處理電路610的調(diào)整確定模塊646可以經(jīng)傳感器電路620的數(shù)據(jù)接口632(例如，經(jīng)數(shù)據(jù)總線，例如i2c或spi總線)將所期望的定時(shí)調(diào)整的信息(例如，被請(qǐng)求的odr中的調(diào)整)傳送到傳感器電路620的調(diào)整模塊646。

本文論述的示例傳感器系統(tǒng)例如包括具有同步信號(hào)輸入634的傳感器電路620。應(yīng)該注意的是，同步信號(hào)輸入634可以實(shí)施在共享的集成電路引腳上，例如可以為多個(gè)不同同步信號(hào)所利用的集成電路引腳。例如，單個(gè)集成電路引腳可配置成接收odr_sync_in輸入信號(hào)和/或f-sync輸入信號(hào)。例如，在期望利用本文論述的基于odr_sync_in的示例功能的系統(tǒng)中，可以例如在系統(tǒng)初始化時(shí)和/或系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)將傳感器電路620編程為利用共享的引腳作為odr_sync_in引腳。又如，在期望利用舊有的基于f-sync的同步的系統(tǒng)中，可以將傳感器電路620編程為利用共享的引腳作為f-sync引腳。此類系統(tǒng)可以例如在接收到f-sync信號(hào)之后標(biāo)記下一個(gè)樣本。

圖1、圖2、圖5和圖6所示且本文論述的示例系統(tǒng)100、200、500和600被呈現(xiàn)來(lái)說(shuō)明本公開的多個(gè)不同方面。本文呈現(xiàn)的任何系統(tǒng)都可以與本文呈現(xiàn)的任何其他系統(tǒng)共有任何或全部特征。此外，應(yīng)該理解的是，為了說(shuō)明清楚這些不同模塊被分開，并且本公開的多個(gè)不同方面的范圍不應(yīng)受限于模塊之間的任意界限。例如，這些模塊中任一者或多者可以與任一個(gè)或多個(gè)其他模塊共有硬件和/或軟件。

如本文論述的，本文論述的這些模塊和/或功能中的任何一者或多者可以通過(guò)純硬件解決方案來(lái)實(shí)施或通過(guò)執(zhí)行軟件指令的處理器(例如，應(yīng)用或主機(jī)處理器、傳感器處理器等)來(lái)實(shí)施。相似地，其他實(shí)施例可以包括或提供非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和/或存儲(chǔ)介質(zhì)、和/或非瞬態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)和/或存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有機(jī)器代碼和/或計(jì)算機(jī)程序，所述機(jī)器代碼和/或計(jì)算機(jī)程序具有可由機(jī)器和/或計(jì)算機(jī)(或處理器)執(zhí)行從而致使機(jī)器和/或計(jì)算機(jī)執(zhí)行如本文描述的方法的至少一個(gè)代碼段。

總之，本公開的多個(gè)不同方面包括用于將傳感器數(shù)據(jù)采集和/輸出進(jìn)行同步的系統(tǒng)和方法。盡管前文已經(jīng)參照某些方面和實(shí)施例描述了本公開，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，可以進(jìn)行多種不同改變并且可以替換等效方案，而不偏離本公開的范圍。此外，可以進(jìn)行許多修改以使具體的情況或材料適應(yīng)本公布的傳授內(nèi)容而不脫離其范圍。因此，所旨在的是本公開并不受限于所披露的這些具體實(shí)施例，而是本公開將包括落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。