傳感器融合幾乎是不言自明的，因為它結合了來自多個傳感器的數據，比通常可能的一個傳感器更廣的范圍內提供信息。然而，有解釋它和做之間有明顯的區別 - 可靠。如果沒有這些傳感器讀數的緊密同步，傳感器融合算法很快失去精度，并有可能提供誤導性的結果。
為了避免這種情況，有芯片，提供可以讓設計人員更輕松地構建能夠進行多傳感器的精確測量系統更先進的多聲道信號轉換功能，同時保留了高可靠性傳感器融合應用所需的緊同步。
無論是物聯網（IOT），獨立嵌入或任何傳感器處理應用程序，同時多通道數據采集可以帶來精確度，動態范圍和帶寬顯著不同的要求。例如，多傳感器陣列捕捉高能量物理實驗活動需要與能夠在千兆赫的頻率高度同步轉換的專用信號通道超高速閃存轉換器。與此相反，集成ADC一個簡單的8位MCU可能足以捕捉溫度，風，和大氣壓力下，每隔幾分鐘的天氣監測系統。
對于物聯網，許多傳感器融合應用很可能以呈現介于這兩個極端之間的要求 - 與簡化的設計，占地面積小，功耗低的附加要求。在此范圍廣泛，然而，物聯網不過設 計師可以面臨包括優化的部件或結構緊湊，高度集成的系統要求，面對特殊信號鏈的要求。無論實施辦法的，我們的目標仍然是相同的：確保跨多個傳感器可靠，同時轉換。
專用信號鏈
的非常高的速度的應用外，多通道的數據轉換系統通常依賴于一個多路復用器供給高速模擬 - 數字轉換器（ADC）。對于需要緊密同步的測量的應用，然而，對于多路轉換器所需的時間來切換和輸入信號，以解決可為傳感器融合應用期待同時傳感器測量問題。
在德州儀器 ADS131E08S是一個新興的，對于每個模擬輸入通道提供專用的信號通道模擬前端（AFE）芯片之一，提供真正的多渠道，同步采樣能力。設備中的每個信道包括一個完整的信號通路，包括電磁干擾（EMI濾波器，多路復用器，可編程增益放大器（PGA），和24位delta-sigma（ΔΣ）ADC（圖1，上圖）。反過來，八CHnSET寄存器允許開發人員編程方式配置每個通道的經營特色，甚至供電通道向上或向下（圖1，底部）。
圖1：德州儀器ADS131E08S模擬前端IC提供8個完整的傳感器信號鏈（上圖）; 每個通道通過自身CHnSET寄存器是軟件配置（下）（n = 1至8），允許開發者設置的輸入源（MUX [2：0]）和PGA增益（的GaInN [2：0]），甚至供電單個通道向上或向下（PDN）。
正如前面提到的，ADS131E08S一個獨特的功能是它的每個通道多路復用器功能。而在一個更傳統的多通道ADC復用器不同的模擬輸入引腳連接到ADC連接時，ADS131E08S的通道多路復用器提供了測試每個通道的機制。通過在CHnSet設置位MUX [0-2]寄存器為一個信道（N），工程師可以對通道n的信號源設置為內部生成的信號，用于試驗，溫度和故障檢測（圖2）。
圖2：使用在MUX [2：0]比特，設計者可配置集成在TI ADS131E08S的每個信道，以支持各種用于信號測量，溫度測量，校準和診斷信號 切換選擇專用輸入多路復用器。
內的每個信道，該多路復用器的輸出傳遞到一個配置的PGA，包括在差分配置兩個運算放大器。使用CHnSET寄存器每個通道，用戶可以設置PGA增益的五種設置之一：1，2，4，8，和12。最后，每個通道的信號鏈采用二階調制器對于低 優化送入了專門的ΔΣADC -Power操作。
簡化操作
該裝置用于進行同時多通道的傳感器測量值提供硬件和軟件兩者的機制。設計人員可以通過設置設備的啟動引腳為高電平或通過器件的串行外設接口（SPI）兼容的接口發送START命令開始轉換。反過來，設備的ADC開始轉換輸入信號，把數據準備就緒指示燈DRDY高。接下來DRDY下降沿指示轉換已完成，轉換結果已經準備就緒。在一個典型的基于MCU的系統中，MCU將監測DRDY并使用SPI兼容接口讀取數據。
該器件的集成豐富功能集還簡化了硬件設計。隨著SPI兼容接口，該器件包括GPIO引腳，片上振蕩器，集成基準源，以及模擬比較器。因此，工程師們可以簡單地與微控制器結合TI ADS131E08S創建一個完整的多通道同步采樣設計。
即使它功耗僅為2毫瓦/通道，ADS131E08S支持數據轉換率高達每通道64 Ksamples /秒。如果需要多于八個通道，設計人員可以級聯多個設備，使用相同的起始信號來啟動所有的級聯器件（圖3）同時轉換。多臺設備可以使用相同的SPI兼容總線; 主機處理器將使用其自己的GPIO信號來單獨地選擇一個特定的ADS131E08S設備發送的命令或接收數據。
圖3：設計人員可以級聯多個ADS131E08S AFE的執行超過八個通道同時測量，使用主機處理器的GPIO信號，片選跨共享SPI連接每個設備。
綜合方法
一個專用的AFE，如TI ADS131E08S的用途，是用于需要一些專門傳感器采集或信號處理應用特別有效-尤其是在需要超過了必要的信道或附加的高性能處理能力更大數目為一緊湊的設計。在絕對最小足跡是一個主要的要求的情況下，設計者可以轉向的裝置，如模擬設備 ADuCM320i能夠遞送用于多通道同時進行數據采集的單芯片解決方案。非常適合于復雜的傳感器應用，ADuCM320i集成了片上閃存，SRAM，以及一組豐富的模擬和數字外設（圖4）的ARM Cortex -M3處理器內核。
圖4：ADI公司ADuCM320i可以作為集成了處理器，SRAM，閃存，ADC，電流輸出通道，以及片上解放軍的組合一個完整的1 MSPS多通道傳感器數據采集系統。
在這些外圍設備，所述ADuCM320i提供四個電流 - 輸出數字 - 模擬轉換器（DAC）。能夠提供0 mA至150毫安滿刻度，則電流DAC（或量的IDAC）提供為需要進行操作的激勵電流電阻傳感器的有效解決方案。該器件還集成了完全可編程邏輯陣列（PLA），包括四個獨立而又相互聯系的解放軍模塊，每個模塊提供8解放軍元素。每個PLA元件包含可以被配置為生成基于兩個輸入端和一個觸發器任何邏輯輸出功能的雙輸入查找表。
該裝置的心臟仍然是其片上ADC，對多達16個輸入引腳可配置為單端或差動操作，以提供14位的數據采集。ADC模塊包括一個多通道多路復用器，為高阻抗輸入通道輸入緩沖器，片上參考，并逐次逼近寄存器（SAR）ADC。雖然該設備采用傳統的方法在一個單一的芯片上多路帶來獨立的模擬輸入到ADC，它能夠實現1 MSPS操作。在這些價格，在實際測量時的細微差別會對瞄準物聯網最傳感器融合應用影響不大。
該設備只需要操作的一個簡單的序列來執行轉換。例如，建立ADC并產生使用單端測量模擬輸入通道0（AIN0）單次轉換，工程師將首先通過設置寄存器如下配置的設備：
ADCCON = 0x280; // Power up the ADC, enable reference buffer, idle mode
ADCCHA = 0x1100; // Select AIN0 as the positive ADC input (AIN+)
// and ADC_REFN as the negative ADC input (AIN )
ADCCNVC = 0xA00C8; // Select 100 kSPS ADC update rate and 500 ns acquisition time
ADCCON |= 0x2; // Enable single conversion
在轉換完成后，該裝置發出中斷，允許中斷處理程序中讀取轉換后的數據為從ADC輸出寄存器ADCDAT0通道0。
該ADuCM320i可以從通道的程序員指定組執行測量一個特定的序列，減少了樣品，優化功耗的處理器開銷。用這種方法，工程師方案ADCSEQ [0:28]寄存器指定通道在轉換序列包括，包括通過設置其相應的位或清零其位排除信道的特定信道。
該器件允許工程師通過采取設備的直接存儲器存取（DMA）功能的優勢，進一步降低處理器的開銷（和電源利用率）。這里，設計者將使用ADC或ADC定序器，作為DMA控制器，其自主地在選定的信道或信道序列的轉換完成的ADC結果移動直接進入的SRAM沒有處理器干預的源信道的設備進行編程。
結論
傳感器融合可以帶來豐富的上下文信息，物聯網應用，但成功很大程度上依賴于來自多個傳感器的信號的同步轉換。對于物聯網設備設計，傳統的轉換解決方案可以確保在多通道數據轉換同步的任務更加復雜。高度集成的IC設計人員提供實現同時或幾乎同時多路轉換，非常適合滿足小型，低功耗設計為物聯網總體要求簡單，有效的解決方案。
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