STMicroelectronics IIS2DULPX超低功耗AI加速計是一款其MEMS和ASIC設計為運用盡可能低電源電流的加速計。其特點包括有限狀態機 (FSM)、始終開啟的抗混疊濾波、具有模擬集線器/Qvar感應通道和自適應自配置 (ASC) 的機器學習核心 (MLC)。FSM和帶有ASC的MLC為IIS2DULPX提供了始終可用的出色邊緣處理能力，模擬集線器/Qvar傳感通道為系統優化度定義了一個全新級別。IIS2DULPX MIPI I3C^?^ 目標嵌入式128級FIFO緩沖區和接口構成一組功能，使該加速計從物料清單、處理或功耗的角度成為系統集成方面的參考。

數據手冊：*附件：STMicroelectronics IIS2DULPX 超低功耗AI加速計數據手冊.pdf

該器件具有用戶可選全量程±2g/±4g/±8g/±16g，能夠以1.6Hz至800Hz的輸出數據傳輸速率測量加速度。STMicroelectronics IIS2DULPX具有專用的內部引擎，用于處理運動和加速檢測，包括自由落體、喚醒、單/雙/三擊識別、活動/非活動和6D/4D方向。該設備采用小型、薄的塑料焊盤柵格陣列 (LGA) 封裝，可確保在-40°C至+105°C的寬幅溫度范圍內工作。

特性

• 帶數字輸出的3軸加速計
• 滿量程：±2g/±4g/±8g/±16g可編程
• 輸出數據速率；1.6Hz至800Hz，帶寬高達400Hz
• 高速I^2^C/SPI/MIPI I3C數字輸出接口
• 超低供電電流與低噪聲（低至220μg/√Hz）
• 四種工作模式：
  • 9.3μA高性能 (HP) 模式，帶抗混疊濾波器
  • 6.5μA低功耗 (LP) 模式，帶抗混疊濾波器
  • 3μA超低功耗 (ULP) 模式
  • 單次模式
• 嵌入式機器學習內核 (MLC)
• 可編程有限狀態機 (FSM)
• 基于傳感器處理輸出 (FSM/MLC) 的自適應自配置 (ASC)
• 嵌入式數字功能（自由落體、喚醒、單/雙/三擊識別、活動/非活動、6D/4D定位、高級計步器、步進檢測器和計步器、重要運動檢測和傾斜檢測）
• 嵌入式FIFO，具有多達128個加速計和溫度數據樣本（或模擬集線器/Qvar)或256個低分辨率加速計數據樣本
• 外部時鐘輸入，實現與多個傳感器或控制器的完美同步
• 集成模擬中心/Qvar感應通道
• 嵌入式溫度傳感器
• 擴展工作溫度范圍：-40至+105°C
• 電源電壓范圍
• 獨立I/O電源（1.62V至3.6V），用于I^2^C和SPI接口
• 獨立I/O電源（1.08 V至3.6 V擴展范圍），用于MIPI I3C 接口
• 2.0mm x 2.0mm x 0.74mm (最大值) LGA 12-lead小型封裝
• 高沖擊生存率：10000 g
• 符合ECOPACK和RoHS指令

方框圖

ST IIS2DULPX：超低功耗AI加速計，重新定義智能邊緣傳感

引言

隨著工業物聯網、便攜醫療設備和智能穿戴設備的快速發展，對傳感器的要求也越來越高：不僅需要高精度、低功耗，還要具備本地智能處理能力，以減輕主控處理器的負擔并延長電池壽命。STMicroelectronics推出的 IIS2DULPX 正是在這一背景下應運而生的一款革命性產品——它不僅僅是一款三軸數字加速度計，更是一款集成了機器學習核心、有限狀態機、自適應配置和模擬信號采集功能的“智能傳感節點”。

一、核心特性概覽

IIS2DULPX在極低的功耗下提供了豐富的功能集成：

• 超低功耗運行 ：
  • 高性能模式：9.3 μA
  • 低功耗模式：6.5 μA
  • 超低功耗模式：僅3 μA
  • 深度關機模式：12 nA
• 靈活的測量范圍 ：
  • 支持±2g/±4g/±8g/±16g全量程可調
• 高精度與低噪聲 ：
  • 噪聲密度低至220 μg/√Hz
  • 零g偏移精度±30 mg
• 豐富的數字接口 ：
  • I2C、SPI、MIPI I3C?，支持多種通信協議
• 寬電壓與溫度范圍 ：
  • 供電電壓：1.62 V ~ 3.6 V
  • 工作溫度：-40°C ~ +105°C

二、智能嵌入式功能

1. 機器學習核心（MLC）

IIS2DULPX內置機器學習核心，可在傳感器本地運行AI算法，實現如行走、奔跑、駕駛等行為的實時識別。用戶可配置多達4個決策樹，每個樹支持最多16個輸出結果，極大提升了邊緣設備的智能化水平。

2. 有限狀態機（FSM）

支持8個獨立的FSM程序，可用于檢測復雜運動模式，如手勢識別、絕對姿態檢測、搖晃檢測等。FSM還可與MLC協同工作，實現自適應配置，進一步提升系統能效。

3. 自適應自配置（ASC）

FSM可根據檢測到的運動模式或MLC輸出，自動調整傳感器配置，無需主機干預，實現了真正的自主智能。

三、高級傳感與數據處理

1. 模擬信號采集與Qvar感應

IIS2DULPX集成了模擬信號采集通道和Qvar電荷感應功能，可用于檢測接近電極的電荷變化，適用于觸摸、接近感應等應用場景。

2. 128級FIFO

內置FIFO緩沖區支持最多128組數據（或256組低分辨率數據），可存儲加速度、溫度、Qvar、MLC/FSM結果等，有效降低系統功耗。

3. 多種中斷事件

支持自由落體、喚醒、點擊識別、6D/4D方向檢測、活動/靜止識別等豐富的中斷源，可通過INT1/INT2引腳靈活配置。

四、應用場景

• 工業物聯網 ：振動監測、設備狀態檢測
• 便攜醫療設備 ：活動追蹤、跌倒檢測
• 智能穿戴 ：步數計數、姿態識別
• 家電與機器人 ：手勢控制、運動觸發
• 資產追蹤 ：移動檢測、位置感知