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博世BMI160六轴惯性测量单元技术解析
2025-04-22 65次

一、产品概述


博世BMI160是一款‌低功耗、高精度‌的六轴惯性测量单元(IMU),集成了‌三轴加速度计‌和‌三轴陀螺仪‌,采用‌2.5×3.0×0.83mm³LGA封装‌,适用于智能手机、可穿戴设备、AR/VR设备等移动终端。其设计目标是通过优化的电源管理和硬件同步能力,满足对实时性、低时延和高能效要求严苛的场景。


二、核心技术特点


1.‌低功耗性能


BMI160在全速运行模式下(加速度计和陀螺仪同时工作),典型功耗仅为‌925–950µA‌,相比同类产品降低50%以上。其内置的‌智能电源管理单元(PMU)‌支持动态调整传感器工作模式,例如通过加速度计的中断唤醒处于休眠状态的陀螺仪,进一步延长电池寿命。


2.‌高精度与同步机制


‌16位数字分辨率‌:加速度计和陀螺仪均采用16位ADC,支持动态范围可调(加速度计:±2g至±16g;陀螺仪:±125°/s至±2000°/s)。


‌硬件时间戳‌:数据同步精度达‌39µs‌,可精准对齐加速度计、陀螺仪及外部传感器(如地磁传感器BMM150)的数据,适用于AR、室内导航等需要多传感器融合的场景。


3.‌灵活的数据接口与存储


‌接口兼容性‌:支持I²C(最高1MHz)和SPI通信协议,适配不同主控平台。


‌FIFO缓冲区‌:1024字节容量支持动态分配给加速度计、陀螺仪和外部传感器,典型场景下可存储约0.75秒的六轴数据或0.5秒的九轴数据,避免数据丢失。


4.‌智能中断引擎


内置中断功能可检测‌运动/静止状态、单击/双击、自由落体、方向变化‌等事件,典型功耗低于30µA,兼容Android5.0及以上系统的计步和手势识别需求。


三、应用场景


‌消费电子‌:智能手机和平板电脑的屏幕旋转、计步功能;可穿戴设备的运动监测。


‌AR/VR与游戏‌:通过高精度运动追踪提升沉浸式体验,支持头部姿态检测和手柄定位。


‌工业与物联网‌:无人机姿态控制、机器人导航及振动监测等。


四、开发支持与生态系统


‌硬件兼容性‌:支持与博世BMM150地磁传感器协同工作,通过二级I²C接口实现九轴数据融合。


‌调试工具‌:中电港推出的“BOSCH_sensor_Board”开发板提供BMI160的引脚扩展和快速验证环境。


‌软件适配‌:内置计步算法和运动检测库,简化终端设备开发流程。


五、技术规格摘要

 

参数

指标

工作电压

1.71–3.6 V(核心);1.2–3.6 VI/O

工作温度

-40°C+85°

接口类型

I²CSPI

FIFO容量

1024字节

封装尺寸

2.5×3.0×0.83 mm³LGA-14

 

六、市场定位与优势


BMI160凭借‌小尺寸、低功耗、高集成度‌的特点,成为移动设备传感器方案的主流选择。其硬件同步能力和兼容性使其在AR、工业检测等新兴领域具备长期竞争力。截至2025年,该芯片已广泛应用于智能穿戴设备及物联网终端,并通过博世全球供应链保障稳定供应。

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