Bookmark and Share

Последнее творение Apple, iPhone 4, поступивший в свободную продажу в конце прошлого месяца, предлагает пользователям новый микроэлектромеханический гироскоп (MEMS). Но что он из себя представляет и как работает? Компания Chipworks, по просьбе хорошо нам знакомых iFixit, сделала рентгеновские снимки неизвестной ранее схемы с маркировкой AGD1 2022 FP6AQ.

Как и предполагалось, именно этот чип и оказался 3-степенным гироскопом. Правда, для начала неплохо было бы разобраться, что такое гироскоп и за счет чего он работает.

Согласно определению, приведенному в Википедии, гироскоп является устройством, способным измерять изменение углов ориентации связанного с ним тела относительно инерциальной системы координат, как правило основанное на законе сохранения вращательного момента (момента импульса). Ключевой частью фразы является «способность измерять изменения углов ориентации», благодаря чему, собственно, он и стал применяться в новой итерации яблочного смартфона.

Существует несколько вариаций гироскопа, одна из которых представлена на рисунке ниже. Это простейший механический экземпляр, который использует быстро вращающийся ротор для получения данных об ориентации в пространстве.

Чип, представленный в iPhone 4 является разновидностью другого класса гироскопов — вибрационного, работающего благодаря Кориолисовому ускорению. Такие устройства сохраняют свои колебания в одной плоскости при повороте и являются более простыми/дешевыми (менее 10$ за штуку) в производстве по сравнению с роторными образцами, позволяя добиться практически такой же точности.

И если уж быть совсем точным, то такая разновидность называется микроэлектромеханическим (MEMS) гироскопом.

Микроэлектромеханическая система объединяет в себе (как это, наверное, понятно из названия) электронные и механические компоненты в очень маленьком объеме пространства — обычно, размеры элементов системы колеблются в диапазоне от 1 до 100 микрометров. В основе MEMS-устройства лежит специализированная интегральная схема (ASIC), предназначенная для решения конкретной задачи, и несколько микросенсорных датчиков.

Вполне может быть, что найденный в iPhone 4 гиками из iFixit чип с маркировкой AGD1 2022 FP6AQ был разработан компанией STMicroelectronics. В частности, это подтверждается рентгеновскими снимками Chipworks, которые выяснили — гироскоп из калифорнийского смартфона очень сильно конструкционно похож на модель STMicro L3G4200D.

Конструкция на снимках — это ни что иное, как кристалл, размещенный на кремниевой основе, с чувствительной массой, которая под действием силы Кориолиса изменяет свое положение в пространстве. Данные изменения фиксируются по осям X, Y и Z расположенными «по соседству» конденсаторами и преобразуются интегральной схемой ASIC в цифровой сигнал, который далее посылается на обработку процессором А4.

Насколько я знаю, единственным на сегодняшний день приложением, поддерживающим гироскоп, является игра производства ngmoco:) под названием Eliminate: Gun Range. В ней предлагается управлять прицелом оружия в виртуальном тире. В совокупности с ретина-дисплеем пользователю обещают отличный геймплей всего за 99 центов.

В принципе, для того, чтобы оценить работу приложения и гироскопа, даже не нужно покупать смартфон и игру — достаточно посмотреть промо-видео:

Преимущество гироскопа над акселерометром заключается в том, что при помощи первого можно намного проще и точнее определить изменение положения объекта в пространстве.


Читайте также: