应用于MEMS陀螺仪的SoC设计

作者：刘昊哲; 任臣; 王晓; 杨拥军^*

来源：计算机测量与控制, 2023, 31(04): 295-300.

DOI：10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2023.04.045

• 微电子机械系统(MEMS)
• 陀螺
• Cortex-M3
• 集成化
• 片上系统(SoC)

为了解决微电子机械系统(MEMS)陀螺仪体积较大、冗余的计算资源浪费等问题，对Cortex-M3内核的数据处理能力及总线架构进行了研究，设计了一款应用于MEMS陀螺仪的智能化、小型化、低功耗的片上系统(SoC);通过分析温度对陀螺输出信号的影响，对MEMS陀螺温度误差的智能化补偿方式进行了研究，采用以Cortex-M3为核心与电容/电压转换电路、模数转换器(ADC)等模块进行集成化设计的方法，在实现同样功能的情况下减小了陀螺体积；结合MEMS陀螺仪对信号处理资源的要求对存储空间及通信接口进行配置，采用0.18 μm BCD加工工艺对SoC进行设计制作；测试结果表明，针对MEMS陀螺仪进行匹配设计的SoC对陀螺输出信号进行温度补偿处理后，全温度区间(-40～85℃)零偏变化量由3.147°/s降低到0.035°/s,显著提升了MEMS陀螺仪的全温测量精度。

• 单位
  中国电子科技集团公司第十三研究所