动态偏移校准制造技术

本发明专利技术涉及动态偏移校准。一种用来处理来自设置在手持计算机系统内的集成MEMS装置的数据的手持处理器系统。动态偏移校正（DOC）处理计算3轴加速器偏差而不需知道装置的方向。可以校正任意输出偏差以确保一致的性能。通过加速测量装置使用重力测量的基本的观察来形成线性方程式系统（system?of?linear?equation），根据数据质量、感测的动作的度、持久性以及时间间隔等中的限制来为线性方程式系统设定条件。当满足适当的几何分集条件时该等式系统被修正和解出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路(IC)和MEMS (微电子机械系统)装置的应用，更具体地涉及用于改进集成MEMS装置的校准技术的方法和结构。
技术介绍
集成微电子的研究和开发持续在CMOS和MEMS中取得惊人的进展。对于集成电路(1C), CMOS技术已成为重要的制造技术。尽管取得了极大的成功，但1C，，特别是MEMS仍具有局限性。与IC开发类似，集中于提高性能、减少尺寸以及降低成本的MEMS开发仍然面临挑战。此外，MEMS的应用通常需要期望更强计算能力的日益复杂的微系统。不幸的是，这样的应用一般不存在。传统MEMS和IC的这些和其他限制将通过本说明书在下面作出更进一步的详述。
技术实现思路
本专利技术涉及集成电路(IC)和MEMS (微电子机械系统)装置的应用。在本实施方式 中，本专利技术包括微处理器、微控制器或用于处理来自设置在手持计算机系统中集成MEMS装置的数据的计算机实现方法，所述手持计算机系统被编程为执行所述方法。在正常操作期间，可以进行诸如加速器的传感器参数校准以及后处理(post-processing)。可以选择不存在动态加速度时的时间间隔，这是因为加速器在其处于静止时可以进行感测而不考虑方向(例如，装置位于任何特定的位置，诸如水平、垂直等方向是不必要的)。该静态加速度可被用于动态偏移校准或动态偏移校正或动态偏移补偿(DOC)处理。相比于传统技术，通过本专利技术的方法可具有多种优势。从用户角度，DOC实施可以改善测量以支持高性能的应用。DOC处理可由用户有意地触发、或可在后台运行。这使得装置的用户或制造商可以灵活性地确定什么才最好地符合预期的用途和性能要求。由于许多用户已经期望经由一系列的动作来校准移动装置的磁力计以获得极高的精度，故对该实施的程序上的影响将非常低。DOC处理还可后台运行而无需用户触发校准。当满足校准条件时，DOC可“自动检测”。此外，可以消耗非常低的功率来进行该处理，这是因为，可以仅使用初始的校准程序(initial calibration routine)以及然后非常低的占空因数保持任务来随着时间改善精度。此外，可在使用期间修正校准条件以获得初始收敛的快速与极度精确之间的可接受的组合。从开发者的观点来看，因为不需要精细的厂内校准，所以装置的这种实施可实现更低的成本。这将不需要将每个部分都放置在已知的方向上并进行测量。无论任何偏差来源或原因，装置均可工作。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施方式的用来校准集成MEMS装置的简化的流程图。具体实施例方式本专利技术涉及集成电路(IC)和MEMS (微电子机械系统)装置的应用。更具体地,本专利技术的实施方式提出了用于改进集成MEMS装置的校准技术的方法和结构，该集成MEMS装置可被实施在移动电话、平板装置(图像输入板，tablet)、手持计算机等中。仅以示例的方式，MEMS装置至少可包括加速器、回转仪、磁传感器、压力传感器、扩音器、湿度传感器、温度传感器、化学传感器、生物传感器、惯性传感器等。但可认为本专利技术具有更宽的适用范围。在实施方式中，本专利技术可包括用于处理来自设置在手持计算机系统中的集成MEMS装置的数据的微处理器实现方法，所述手持计算机系统被变成为执行该方法。在正常操作期间，可以进行诸如加速器的传感器参数校准以及后处理。可以选择不存在动态加速度时的时间间隔，这是因为加速器在其处于静止时可以进行感测而不考虑方向(例如，装置位于任何特定的位置，诸如水平、垂直等方向是不必要的)。该静态加速度可被用于动态偏移校准或动态偏移校正(DOC)处理由于无论方位如何(例如，设备不必位于诸如水平、竖直等的任何特定位置)，当加速器静止时其即可感应，故可选择没有动态加速度时的时间段。该静态加速度可被用于动态偏移校准或动态偏移校正(DOC)处理。校准可包括监控现有的X、Y、Z传感器输出并确保在连续的时间域的数据测量时在这三个轴的数据中没有改变。可利用多个测量值来计算偏移校准，所述多个测量值可在正常操作期间动态地获得。在具体的实施方式中，重力将是测量的唯一的力。使用地球重力作为参考并在装置的四个极为不同的方向上测量加速度，可估算X、Y、Z偏移量。在一种实施方式中，可选择装置“位置”改变处的X、Y、Z加速度矢量(“测量点”)，这意味着x、Y、z轴的‘静态’加速度不同，没有动态加速度，即，重力是装置感测到的主要加速度分量。这可以使用状态机以硬件或软件来确定。在各种实施方式中，可以在样本之间施加最小的时间间隔以增加几何条件满足测量点的可能性而不用执行耗费更多计算的大量的筛选操作(screening operation),例如，“测量点之间所需的200ms”。设Xm1、Ym1、Zmi是实例i中所测量的加速度。设Xoff、Yoff、Zoff是分别是3个轴中的每一个上的偏移量。设Xa1、Ya1、Zai为当每个轴上的偏移量为零时的实际加速度，那么，_5] Xffli=Xai+XoffYffli=Yai+YoffZffli=Zai+Zoff已知在没有动态加速度时， Xai2+Yai2+Zai2=lg2如果考虑静态加速度期间(仅有重力加速度)两个完全不相关的数据样本，那么Xal2+Yal2+Zal2=lg2这意味着(Xml - Xoff)2+ (Yml - Yoff)2+ (Zml - Zoff) 2=lg2对于除地球加速度存在以外没有其他加速度分量的另一独立(不相关)数据点，Xa22+Ya22+Za22=lg2(Xm2-Xoff)2+ (Ym2-Yoff)2+ (Zm2-Zoff) 2=lg2相减，权利要求1.一种包括微处理器、片上逻辑的系统，所述片上逻辑用来处理来自设置在手持计算机系统中的集成MEMS装置的数据，所述系统包括: 感测模块，被配置为用来通过设置在所述计算机系统中的MEMS传感器感测校准数据测量值；以及 校正模块，被配置为用来利用设置在所述计算机系统中的处理器使用所述校准数据测量值通过动态偏移校正(DOC)处理来检测所述MEMS传感器的计算的偏移数据。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述感测校准数据测量值包括以预定的时间周期在一个或多个静态方向上感测X、Y和Z轴传感器数据； 其中，所述校准数据测量值包括多个有效数据点，且其中，所述DOC处理包括构建NX 3矩阵并使用最小二乘法，所述NX 3矩阵包括多个有效数据点。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述校准数据测量值包括至少四个期望的数据点，以及其中，所述DOC处理包括构建3X3矩阵，所述3X3矩阵包括所述至少四个期望的数据点。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述DOC处理通过用户利用所述手持计算机系统执行预定的操作来启动， 其中，所述预定的操作包括用户从第一用户位置检索所述手持计算机系统、在第二用户位置保持所述计算机系统、在第三以及 然后第四用户位置保持所述计算机系统的动作。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述DOC处理被配置为不断地运行直至满足预定的校准条件的后台DOC处理； 其中，所述预定的校准条件包括时间周期条件、静态条件、几何分集条件或数据限制条件。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述时间周期条件、静态条件、几何分集条件或数据限制条件在收敛的最初时间段或使用较不严格的条件的完成之后随时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括微处理器、片上逻辑的系统，所述片上逻辑用来处理来自设置在手持计算机系统中的集成MEMS装置的数据，所述系统包括：感测模块，被配置为用来通过设置在所述计算机系统中的MEMS传感器感测校准数据测量值；以及校正模块，被配置为用来利用设置在所述计算机系统中的处理器使用所述校准数据测量值通过动态偏移校正（DOC）处理来检测所述MEMS传感器的计算的偏移数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：桑贾伊·布安达里，乔·凯利，
申请(专利权)人：穆克波有限公司，
类型：发明
国别省市：