数据驱动探究现场总线类型与应用

随着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，工程师仍然面临挑战。尽管已经有各种各样的可用运动传感器，但集成这些设备以更低的功耗、更快、更高效地进行这一过程在额外增加传感器时尤其具有挑战性。为了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。

高效运动跟踪的问题

利用传统方法开发人员可以同时处理硬件集成问题。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。软件工程师则需要特别注意同步各种各样的输出，以创建高级运动跟踪应用中所用传感器融合算法所需的一致数据流。在所有情况下，都存在对于硬件及软件开发者而言，在设计中集成额外传感器类型或其他变量时面临的大量挑战。

然而，使用TDKInvenSenseICM-20948，开发人员便能够以最少工作量快速实现运动跟踪设计或其他多传感器系统。

现场总线类型

现场总线是一种用于连接电子设备之间通信用的接口，它允许不同部件相互交换信息，并确保它们能够协同工作。虽然技术不断进步，但目前市面上存在几种主要类型的地场总线，其中每一种都有其特定的优势与局限性。

I2C (Inter-Integrated Circuit) 总线：I2C是最受欢迎的地场总线之一，由Philips公司（现为NXP Semiconductors）于1980年代推出。这一标准支持高速通信速度，使得它非常适用于大型系统中的微控制机MCU到其他微控制机MCU之间通信。此外，由于I2C只使用两个引脚，即SDA（数据信号）与SCL（时钟信号），因此它对空间需求较小，而且易于实施。

SPI (Serial Peripheral Interface) 总线：SPI是一种串行通信协议，由ATMEL公司发明并广泛用于嵌入式系统。它支持高速通信速度，并且由于只使用四条引脚，它比I2C要简单许多。这使得SPI成为一个非常灵活且容易实现的人机界面。

UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter): UART是一个异步串行通讯协议，它通常由计算机主板上的COM端口实现。但是，这个协议也可以被微控制机MCU内部模拟，从而使得UART成为一个基本但强大的工具，可以通过电缆连接两台计算机或任何具有串行端口的事物。

CAN Bus: CAN Bus是一种半双向二进制消息基于车辆网络标准，是现代汽车行业中最常见的一种实时数字通讯网络规范。这项技术允许不同的车辆部件相互沟通，同时保持网络稳定性，因为CAN Bus包含错误检测功能，如循环冗余校验(CRC)检查。

简化集成

ICM-20948结合了小封装、小体积、高水平集成功能及主机独立操作等特点，特别适合在移动设备、可穿戴设备和物联网设计中使用。此外，该模块提供了一些优点，如对功率管理良好，对环境变化具有很好的抗干扰能力，以及对温度变化稳定性能良好等。

快速发展

虽然ICM-20948提出了相对简单接口要求，但希望评估运动跟踪解决方案的人员甚至可以避免该水平硬件原型开发。TDKInvenSenseDK-20948评估板及其参考示例提供了现成平台，其结合了主机MCU、中间调试程序USB接口以及无数连接点供添加更多扩展组分之用，也可能包含无线链接等附加功能。此类板卡极大地简化了从概念到实际产品发布整个过程，让研发团队专注于创新，而不是基础设施建设上花费过多时间精力。

结论

当我们谈论创新的自动化解决方案，我们必须考虑到现场总线选择对于整体项目成功至关重要。一旦选定正确的地场总线，则应该寻找既能满足当前需求又能未来扩展性的最佳解答。如果你正在寻求提高您的自动化解决方案性能并降低成本，那么理解哪些参数影响您选择最佳地场总林就变得至关重要——这包括本次讨论中的不同类型如I2C, SPI, UART 和CAN bus。在做出决定之前，您还应该考虑潜在供应商是否能够满足您的长期需求，以及他们是否提供必要的手册资源以及客户服务支持。你现在知道要怎么开始你的研究了吗？