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iPhone5s亮點變?nèi)秉c,技術(shù)層面揭秘M7傳感器失準原因

發(fā)布時間:2013-10-13 責任編輯:eliane

【導讀】iPhone5s的最大亮點除了“土豪”的外表外,就是內(nèi)置的64位A7、M7傳感器了,而這回的大麻煩就來自M7傳感器。日前,國外網(wǎng)站對iPhone 5s的傳感器問題進行了一系列測試發(fā)現(xiàn),無論是水平儀、陀螺儀還是羅盤、加速傳感器都存在一定偏差。對于iPhone5s M7傳感器都不準的原因,作者從技術(shù)層面進行了詳細的分析。

作者觀點:傳感器校準很難培訓客戶自行解決,需大批召回

出大事了!這回倒霉的是“土豪”蘋果:剛剛新出iPhone5s被曝出所有的M7傳感器都不準。

iPhone5s亮點變?nèi)秉c,技術(shù)層面揭秘M7傳感器失準原因
iPhone5s亮點變?nèi)秉c,技術(shù)層面揭秘M7傳感器失準原因
 
64位A7、M7是蘋果iPhone5s的一大亮點,M7是A7的助手,專為測量來自加速感應器、陀螺儀等運動數(shù)據(jù)而設計,沒有它,追蹤身體活動的健身app必須從A7上讀取數(shù)據(jù),有了M7,則無需持續(xù)訪問A7,從而降低耗電量。如果說A7是老板,M7就是助理,M7可以處理一些主要具體的事務分擔A7的壓力。不幸的是現(xiàn)在助理出事了。

iPhone5s M7傳感器失準原因分析

具體出在哪個方面呢?讓我們來大膽的推測一下吧:

iPhone中的傳感器類型:加速度傳感器,陀螺儀傳感器,電磁羅盤傳感器,一般整體稱其為9軸慣性傳感器組。

影響姿態(tài)輸出精度的三大要素,器件原始數(shù)據(jù)的精準程度,姿態(tài)解算的計算精度,器件的校準精度。

新iPhone5s、5c的一大革新就是M7傳感器中樞,sensor hub,這是個很好的概念,sensor hub負責了所有的傳感器輸入輸出、電源管理、姿態(tài)計算等,可以有效地提高精度,降低能耗,減輕主處理器的壓力。但是目前看到的問題推測,極大的可能性問題也就是出在這里。

最近的傳感器輸出不準的問題評估起來比較復雜,直接先講一下結(jié)論,然后再細說:極大可能是M7內(nèi)置的算法中校準算法有問題,或者代工廠生產(chǎn)時忽略了校準這個步驟。

導致9軸傳感器組的姿態(tài)輸出不準確的原因剛才說了,有可能來自三個方面:原始數(shù)據(jù)輸出、算法、校準策略。
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具體到蘋果M7又是什么情況呢,讓我們具體分析一下吧:

以目前的信息我們知道5s和5c都用的是:

1.3軸加速度計:Bosch生產(chǎn)的BMA220加速度計;
2.3軸陀螺儀:目前確定為ST生產(chǎn)的陀螺儀;不排除采用雙貨源,InvenSense也為蘋果提供陀螺儀。
3.3軸磁力計:AKM生產(chǎn)的AK8963的磁力計。

這幾種傳感器的本身的精度都是可靠的,沒問題的,因此原始數(shù)據(jù)輸出這邊應該沒問題。

另外目前媒體報道中所指出的不準確基本都集中在靜態(tài)精度上,靜態(tài)精度準確從計算算法的角度來說是相對容易的,這里出問題的可能性也不是很大。

目前最懷疑的就是校準策略出了問題:

對于mems傳感器,廠商出廠是有一個粗略校準的,但是廠商的校準一般都是在做傳感器輸出線性度,量程,分辨率這些方面,實際終端廠商應用的時候還需要進行二次校準

目前對蘋果手機的輸出兩大抨擊一個是水平不準,也就是放平了,但是輸出還有好幾度的偏差,這個問題出在加速度傳感器的校準上。

另一個是方向指向不準,這個問題出在電磁羅盤傳感器的校準上。

需要注意的是很多媒體都直指陀螺儀有問題,其實這是錯誤的,陀螺儀如果校準不到位,更多的是帶來動態(tài)精度不足,出現(xiàn)“姿態(tài)甩尾”等問題。

按照目前蘋果的硬件架構(gòu),校準參數(shù)和校準算法是寫在了他的M7 sensor hub里邊的,拆解發(fā)現(xiàn)iPhone 5s 中的M7處理器實為NXP的cortex-M3 MCU LPC18A1。

iPhone5s M7傳感器失準原因猜測

綜上分析:我對問題到底出在哪里做了以下猜測:

1.M7處理器中校準部分出現(xiàn)了bug,沒有使能校準功能。如果是這個原因,也許可以通過簡單固件升級修復;
2.M7處理器中校準參數(shù)存儲部分出現(xiàn)了bug,校準參數(shù)丟失,如果是這個原因,必須返廠進行重新校準,或者蘋果出一個粗略自行校準的軟件,讓天才員工或用戶自行校準; 3.代工廠忽略了校準步驟,QC沒有檢查到這一塊,必須返廠重新校準;
4.代工廠工序出了問題,校準在產(chǎn)品裝配前進行了,成品傳感器特性后由于裝配應力,磁化或熱應力等因素發(fā)生了變化,導致校準參數(shù)失效。必須返廠重新校準;
5.NXP的校準矩陣算法有問題,必須升級固件,返廠校準。

總而言之,傳感器校準的問題非常麻煩,很難培訓客戶自行解決,我認為有可能需要大批召回了。祈禱是上述中的一種原因吧。

連蘋果這樣的大廠牌都出了這么大的問題,從這件事情我們吸取的教訓就是傳感器不是上板子就能用的,計算精度和校準精度非常的重要。

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