揭秘“5s M7传感器不准”的技术原因

    作者认为：传感器校准很难培训客户自行解决，需大批召回

    出事了!出大事了!这回倒霉的是“土豪”苹果：刚刚新出iPhone5s被曝出所有的M7传感器都不准。

    64位A7、M7是苹果iPhone5s的一大亮点，M7是A7的助手，专为测量来自加速感应器、陀螺仪等运动数据而设计，没有它，但追踪身体活动的健身app必须从A7上读取数据，有了M7，则无需持续访问A7，从而降低耗电量。

    打个比方，A7是老板，M7就是助理，M7可以处理一些主要具体的事务分担A7的压力。

    不幸的是现在助理出事了。具体出在哪个方面呢?因为我们公司就是做传感器姿态融合算法这行的，让我来大胆的推测一下吧：

    iPhone中的传感器类型：加速度传感器，陀螺仪传感器，电磁罗盘传感器，一般整体称其为9轴惯性传感器组。

    影响姿态输出精度的三大要素，器件原始数据的精准程度，姿态解算的计算精度，器件的校准精度。

    新iPhone5s、5c的一大革新就是M7传感器中枢，sensorhub，这是个很好的概念，sensorhub负责了所有的传感器输入输出、电源管理、姿态计算等，可以有效地提高精度，降低能耗，减轻主处理器的压力。但是目前看到的问题推测，极大的可能性问题也就是出在这里。

    最近的传感器输出不准的问题评估起来比较复杂，直接先讲一下结论，然后再细说：极大可能是M7内置的算法中校准算法有问题，或者代工厂生产时忽略了校准这个步骤。

    导致9轴传感器组的姿态输出不准确的原因刚才说了，有可能来自三个方面：原始数据输出、算法、校准策略。

    具体到苹果M7又是什么情况呢，让我们具体分析一下吧：

    以目前的信息我们知道5s和5c都用的是：

    1.3轴加速度计：Bosch生产的BMA220加速度计;

    2.)3轴陀螺仪：目前确定为ST生产的陀螺仪;不排除采用双货源，InvenSense也为苹果提供陀螺仪。

    3.3轴磁力计：AKM生产的AK8963的磁力计。

    这几种传感器的本身的精度都是可靠的，没问题的，因此原始数据输出这边应该没问题。

    另外目前媒体报道中所指出的不准确基本都集中在静态精度上，静态精度准确从计算算法的角度来说是相对容易的，这里出问题的可能性也不是很大。

    目前最怀疑的就是校准策略出了问题：

    对于mems传感器，厂商出厂是有一个粗略校准的，但是厂商的校准一般都是在做传感器输出线性度，量程，分辨率这些方面，实际终端厂商应用的时候还需要进行二次校准

    目前对苹果手机的输出两大抨击一个是水平不准，也就是放平了，但是输出还有好几度的偏差，这个问题出在加速度传感器的校准上。

    另一个是方向指向不准，这个问题出在电磁罗盘传感器的校准上。

    需要注意的是很多媒体都直指陀螺仪有问题，其实这是错误的，陀螺仪如果校准不到位，更多的是带来动态精度不足，出现“姿态甩尾”等问题。

    按照目前苹果的硬件架构，校准参数和校准算法是写在了他的M7sensorhub里边的，拆解发现iPhone5s中的M7处理器实为NXP的cortex-M3MCULPC18A1。

    综上分析：我对问题到底出在哪里做了以下猜测：

    1.M7处理器中校准部分出现了bug，没有使能校准功能。如果是这个原因，也许可以通过简单固件升级修复;

    2.M7处理器中校准参数存储部分出现了bug，校准参数丢失，如果是这个原因，必须返厂进行重新校准，或者苹果出一个粗略自行校准的软件，让天才员工或用户自行校准;

    3.代工厂忽略了校准步骤，QC没有检查到这一块，必须返厂重新校准;

    4.代工厂工序出了问题，校准在产品装配前进行了，成品传感器特性后由于装配应力，磁化或热应力等因素发生了变化，导致校准参数失效。必须返厂重新校准;

    5.NXP的校准矩阵算法有问题，必须升级固件，返厂校准。

    总而言之，传感器校准的问题非常麻烦，很难培训客户自行解决，我认为有可能需要大批召回了。祈祷是上述1原因吧。

    连苹果这样的大厂牌都出了这么大的问题，从这件事情我们吸取的教训就是传感器不是上板子就能用的，计算精度和校准精度非常的重要。