数据驱动深入探究CAN协议帧格式在可穿戴设备与物联网运动跟踪方案中的应用

越来越多的可穿戴设备和物联网设计将检测方向和跟踪运动的能力视为重要要求。尽管已经有各种各样的可用运动传感器，但工程师还是不断受到挑战，探索以更低的功耗更快、更高效地集成这些设备，这在额外增加传感器时尤其具有挑战性。为应对这些运动跟踪挑战，设计人员需要集成度更高的加速计、陀螺仪和磁力仪五金件以及更加高效且智能的数据融合算法。本文将介绍TDKInvenSense提供的同时为硬件和软件提供帮助的解决方案。然后，本文还将介绍设计人员如何着手将该解决方案应用于简化需要复杂的运动感应功能的复杂低功耗多传感器应用开发。

高效运动跟踪的挑战

利用传统方法，开发人员可以同时为硬件和软件处理重要集成问题。在硬件方面，开发人员通常会努力在采用单独传感器（包括加速计、陀螺仪和磁力仪）构建设计中最大限度减少其复杂性、尺寸和零件数量。而软件工程师则需要特别注意同步各种各样传感器输出，以创建用于高级运动跟踪应用中所用结合算法所需统一数据流对于硬件及软件开发者而言，在设计中集成额外类型接口面临增强困难。

但是使用TDKInvenSenseICM-20948，开发人员便能以最小工作量快速实现或其他多传感系统。ICM-20948是一种多芯片模块，它仅有3mmx3mmx1mm大小，并包含了提供完整运动跟踪解决方案所需整套技术、信号链、数字处理与接口电路图1）。该模块全面工作模式下仅需3毫安(mA)左右即完成全部功能，对于功率受限应用，可关闭某些部分使之完全休眠状态电流消耗降至8微安(μA)产生电压取决于VDD值，可以介于1.71伏特至3.6伏特之间。

单独信号链集成了每个通道支持5种不同类型并包含缓冲放大器16位模数转换器(ADC)、霍尔效应磁力仪特殊电路等等。此外，每个通道都通过特定调节阶段进一步提高输出，如磁力仪通过基本算术进行基础信号处理，而其他三种分别馈入自动调整平均采样等功能供主机MCU访问。

核心是专门数字处理(DMP)，执行不同的功能如校准自测试。在正常运行期间DMP处理来自寄存器中的数据，然后再次存储FIFO供主机MCU共享I2C总线访问。

DMP+FIFO功能非常关键很多情况下更新速度较慢甚至允许主机休眠以降低总体功耗然而要保证精确结果更新很快但延迟不宜过长DMP能够独立维持高速更新而不会影响主机性能或功耗。

简单集合

ICM-20948结合小封装、高级别系统集成功能及独立操作适合移动设备可穿戴设备物联网设立。但是作为一种专用的物理测量工具缺乏一般由主机MCU控制配置操作来配置外部相互作用所必需的一些设置过程。这一点简化了系统初始化过程，该模块直接连接到辅助I2C端口上连接到外部智能伝气体料管理它们从而允许ICM-20948接管正常操作时间内所有相关通信。当直通模式激活后，则旁通开关被打开，从而直接连接两组引脚23/24（I2C总线）与7/21（辅助I2C端口），这样就可以让主机直接管理任何必要配置或设置需求一旦初始化完成，就禁用旁通开关，让ICM-20948负责剩余运作时间内所有相关通信。

快速发展

尽管评估平台提出了一定的简单界面要求，但希望评估这个新概念的人员甚至可以避免原型制作步骤TDKInvenSenseDK-20948评估板参考示例提供现实平台，其结合了主要CPU嵌入式调试USB接口无线链接许多其他附加性的图4）。这使得项目经理能够基于现有的标准库函数编写代码并最终生成一个真正有效果的心智模型，以验证是否满足实际需求。如果它证明有效，那么他们就能继续使用相同的大型语言框架构建一个实际产品版本。

因此，这篇文章展示了一种新的方法，将CAN协议帧格式整合进可穿戴科技项与物联网技术项之中，为用户带来了更多可能性提升用户体验，同时也极大地推动了行业发展前沿。此技术不仅节省成本，而且缩短生产周期，使得公司能够迅速响应市场变化并保持竞争优势。