首先簡單介紹一下MEMS傳感器，這種全稱為“微型電子機(jī)械系統(tǒng)”（Micro-Electro Mechanical System）的技術(shù)，在上世紀(jì)八十年代，已被學(xué)者預(yù)言“會(huì)給人類社會(huì)帶來另一次技術(shù)革命”，與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗 低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。同時(shí)，在微米量級(jí)的特征尺寸使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。目前 MEMS 技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、生物、醫(yī)藥等高新技術(shù)領(lǐng)域，儼然成為了一項(xiàng)關(guān)系到國防安全、科技發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮的關(guān)鍵技術(shù)。
2015年對(duì)全球MEMS產(chǎn)業(yè)來說是不尋常的一年，排名前30位的MEMS企業(yè)在這一年里命運(yùn)迥異。有5家MEMS企業(yè)在2015年增長速度超過了 20%：安華高（Avago Technologies） 為41%；應(yīng)美盛 （InvenSense）為33%；臺(tái)積電（TSMC）為29%；Qorvo為28%；瑞聲科技（AAC）為22%。2015年全球MEMS企業(yè)30強(qiáng)名單唯一的變化就是臺(tái)積電取代了紅外成像產(chǎn)品制造商ULIS，ULIS因2015年與臺(tái)積電有數(shù)百萬美元的營收差距，從而失去2014年榜單第30名的位置。
傳感器的數(shù)量在整個(gè)地球表面和人們生活周遭空間激增，提供世界各種數(shù)據(jù)訊息。這些價(jià)格親民的傳感器是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）發(fā)展和我們的社會(huì)正面臨數(shù)字化革命，背后的驅(qū)動(dòng)力，然而，連接和獲取來自傳感器的數(shù)據(jù)并不總是直線前進(jìn)或那么容易，以下有5個(gè)技巧以協(xié)助緩解工程師與傳輸接口到傳感器的第一次戰(zhàn)爭。
技巧1—先從總線工具開始
第一步，工程師應(yīng)當(dāng)采取首次介接到傳感器時(shí)，是透過一個(gè)總線工具的方式以限制未知。一個(gè)總線工具連接一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC），然后到傳感器的I2C、 SPI或其他可讓傳感器可以“說話”的協(xié)議。與總線工具相關(guān)的PC應(yīng)用程序，提供了一個(gè)已知與工作來源用以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，且不是未知、未經(jīng)認(rèn)證的嵌入式微控制器（MCU）驅(qū)動(dòng)程序。在總線工具的工作環(huán)境下，開發(fā)人員可以傳送和接收訊息以得到該部分如何運(yùn)作的理解，在試圖于嵌入式等級(jí)操作之前。
技巧2—在Python編寫傳輸接口碼
一 旦開發(fā)者已嘗試使用總線工具的傳感器，下一步就是為傳感器編寫應(yīng)用程序代碼。并非直接跳到微控制器的代碼，而是在Python編寫應(yīng)用程序代碼。許多總線 工具在編寫腳本（wriTIng scripts）配置了插件（plug-in）和范例碼，Python通常是隨著.NET中可用的語言之一。在Python編寫應(yīng)用程序是快速且容易的， 其并提供一個(gè)方法已在應(yīng)用程序中測試傳感器，這個(gè)方式并未如同在嵌入式環(huán)境測試的復(fù)雜。擁有高層級(jí)的代碼，將使非嵌入式工程師易于挖掘傳感器的腳本及測 試，而不需要一個(gè)嵌入式軟件工程師的照看。
技巧3—以Micro Python測試傳感器
在 Python寫下第一段應(yīng)用程序代碼的其中一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，透過調(diào)用Micro Python，應(yīng)用程序調(diào)用到總線工具應(yīng)用程序編程接口（API）可易于進(jìn)行更換。Micro Python運(yùn)作在實(shí)時(shí)嵌入式軟件內(nèi)，其中有許多傳感器可供工程師來了解其價(jià)值，Micro Python運(yùn)作在一個(gè)Cortex-M4處理器，且其是一個(gè)很好的環(huán)境，以從中為應(yīng)用程序代碼除錯(cuò)。不僅是簡單的，這里也不需要去寫I2C 或SPI驅(qū)動(dòng)程序，因?yàn)樗鼈円驯缓w在Micro Python的函式庫中。（可在EDN網(wǎng)站閱讀Using Micro Python for real-TIme software development或5 Advantages of using Micro Python for Embedded Software Programming兩篇文章，以獲得更多相關(guān)細(xì)節(jié)。）
技巧4—利用傳感器供貨商代碼
任何可以從傳感器制造商“搜括”到的范例碼，工程師需要走一段很長的路才能了解傳感器如何工作的原理。不幸的是，許多傳感器供貨商并非嵌入式軟件設(shè)計(jì)的專家，因此不要期待可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)可投入生產(chǎn)的漂亮架構(gòu)和優(yōu)雅的例子。就使用供貨商代碼，學(xué)習(xí)這部分如何運(yùn)作，之后重構(gòu)的挫折感將出現(xiàn)，直到它可以被干凈利索地整合到嵌入式軟件。它可能如“意大利面條般（spaghetTI）”開始，但利用制造商對(duì)其傳感器如何運(yùn)作的理解，在產(chǎn)品推出之前，將有助于減少許多得 被毀掉的周末時(shí)間。
技巧5—使用一個(gè)傳感器融合函式庫
機(jī) 會(huì)是，傳感器的傳輸接口并不是太新，且先前沒有人這么做過。已知的所有函式庫，如由許多芯片制造商提供的“傳感器融合函式庫”，以協(xié)助開發(fā)人員快速掌握、 甚至更好，更可避免他們陷入重新開發(fā)或大幅修改產(chǎn)品架構(gòu)的輪回。許多傳感器可以被整合至一般類型或類別，而這些類型或類別將使驅(qū)動(dòng)程序順利被開發(fā)，若處理得當(dāng)，幾乎是普遍或是少可重復(fù)使用。尋找這些傳感器融合函式庫，并學(xué)習(xí)它們的優(yōu)點(diǎn)和短處。
最后的想法
感測器被整合至嵌入式系統(tǒng)時(shí)，有許多方式可以幫助提高設(shè)計(jì)時(shí)程和易用性。開發(fā)者在開始設(shè)計(jì)時(shí)，透過一個(gè)高層次抽象概念，以及在把傳感器整合進(jìn)一個(gè)較低等級(jí)的 系統(tǒng)之前，學(xué)習(xí)傳感器如何運(yùn)作，就絕對(duì)不會(huì)“走錯(cuò)路”。今天存在的眾多資源將可協(xié)助開發(fā)人員“旗開得勝”，而無須從頭開始。
