脑洞无限!VR控制器竟然还可以这样设计

vr自2015年火起来以后,在去年更是涌现出无数的vr头盔,要说最为典型的三大vr头盔,非oculus rift、htc vive以及playstation vr莫属了。而与之相呼应的,则是它们各自搭配的vr输入设备。除了传统游戏手柄,如oculus rift标准版配套的xbox one手柄,还有另外一些形态新颖的vr输入设备,如万向跑步机kat walk、the manus手套控制器,甚至是tesla suit体感衣服控制。在2016年度ces展会上,来自法国的vr品牌3drudder还推出了一款基于双脚控制的vr输入设备,真是让人脑洞惊奇的创意vr设备,只能说vr界真的是无限可能啊!只要有独特的想法并付诸实践,没有什么目标是不能达成的!
既然说到vr控制器,那么小编今天就抛砖引玉讲一讲几个主流vr头显都使用了哪些主控芯片,都有哪些方面的特长。
一、恩智浦的lpc1100系列mcu
htc vive专用手柄
据悉,htc vive产品配套专用手柄全身搭配多达24个传感器,以确保lighthouse基站能够准确定位,htc vive手柄采用恩智浦lpc1100系列下的11u37f微控制器,基于arm技术的lpc微控制器是致力于解决当前物联网设计挑战所推出的一系列处理器,其中lpc800系列mcu能作为市场上8位入门级mcu替代产品,lpc54000系列mcu则是针对面向大众的节能、主流系列,htc vive专用手柄采用的lpc1100系列主打入门级集成连接,主要应用于游戏和pc外设、遥控传感器、系统监控器、报警/照明系统等多个领域。
lpc1100系列是运行速率高达50 mhz的基于cortex-m0的mcu。这组多元化的mcu涵盖了usb、lcd和can等行业标准功能,一些产品包括12通道12位adc或i/o处理器(ioh)等特殊功能,在设计周期内随时为开发人员添加额外功能。
lpc1100 mcu解决方案非常适用于:
· 优选小尺寸、低引脚数、和/或低功耗的应用,满足集成的连接(usb或can)、模拟、段式lcd或eeprom的要求
· bom成本敏感度:片上usb phy和can收发器降低成本
· 即插即用usb:认证的usb驱动器,vid/pid程序
· 高性能模拟:12通道/12位2 msps、adc、12位dac、比较器、pwm和温度传感器
· 采用片上eeprom存储数据,提高可靠性和性能
lpc1100系列包括:
· lpc1100:低功耗、低引脚数
· lpc11u00:usb器件
· lpc11c00:can
· lpc11d00:段式lcd显示器
· lpc11e00:eeprom
· lpc11a00 :模拟
· lpc1100lv:双电源电压
lpc1100系列(lpc11u37fbd64501)规格示例
二、北欧半导体nrf51822(低功耗蓝牙+2.4ghz无线)
oculus touch
oculus自去年初就迟迟未发的oculus touch 体感手柄,而如今终于赶在年末(12月6日发货)有消息说要发布了!这款相比传统手柄xbox one体验据称更胜一筹的体感手柄,除了基本的空间定位和体感追踪功能以外,据称还加入了最新的“电容传感电路”以及“接近感控制”两大黑科技,能够同时识别大拇指、食指和中指,大大增强了现实与虚拟的交互性。现今,根据相关网站拆解报告,这款被媒体评为“目前市面上最好的vr手柄”控制芯片采用的北欧半导体旗下的低功耗蓝牙nrf51922。
蓝牙低功耗是自从蓝牙4.0标准开始执行的核心规范部分,北欧半导体(nordicsemi)针对蓝牙低功耗推出完整的一套无线连接方案。包括蓝牙低功耗和 2.4ghz 专利 soc两个系列:nrf51822、nrf51922,针对蓝牙低功耗连接 ic的µblue™ 系列:nrf8001、nrf8002 以及多款bluetooth® 低功耗开发工具。如针对nrf51822系列的nrfgo 评估及开发套件。
北欧半导体蓝牙低功耗开发工具集
nrf51822介绍:
nrf51822 是功能强大、高灵活性的多协议 soc,非常适用于 bluetooth® 低功耗和 2.4ghz 超低功耗无线应用。 nrf51822 基于配备 256kb flash + 16kb ram 的 32 位 arm® cortex™ m0 cpu 而构建。 嵌入式 2.4ghz 收发器支持蓝牙低功耗及 2.4ghz 操作,其中 2.4ghz 模式与 nordic semiconductor 的 nrf24l 系列产品无线兼容。
nrf51822 还具备丰富的模拟和数字周边产品,可以在无需 cpu 参与的情况下通过可编程周边产品互联 (ppi) 系统进行互动。 灵活的 31 引脚 gpio 映射方案可使 i/o(例如串行接口、pwm 和正弦解调器)根据 pcb 需求指示映射到任何设备引脚。 这可实现完全的设计灵活性及引脚位置和功能。
nrf51822 支持 s110 蓝牙低功耗协议堆栈及 2.4ghz 协议堆栈(包括 gazell),这两种协议堆栈在 nrf518 软件开发套件中均免费提供。nrf51822 需要单独供电,如果供电范围在 1.8-3.6v 之间,用户可选择使用芯片上的线性整流器,如果供电范围在 2.1-3.6v 之间,可以选择直流 1.8v 模式和芯片上的 dcdc 变压器。dc-dc 变压器的使用可在工作期间动态控制,并使 nrf51822 工作期间的射频峰值电流低于 10 ma @ 3v 供电 (tx @ 0 dbm & rx)。
nrf51822 具有 6x6mm 48 引脚 qfn 封装和 3.5x3.8mm 64 球形晶片水平芯片级封装 (wlcsp)。
nrf51822 提供 256k 或 128kb flash 容量的不同版本。
nrf51822特性:
> 单芯片, 高灵活性, 2.4ghz 多协议设备
> 32 位 arm cortex m0 cpu 内核
> 256kb flash 16kb ram
> 支持 s110 蓝牙低功耗协议堆栈
> s110 需要 80 kb 内存空间
> 线程安全和运行时保护
> 事件驱动 api
> 与 nrf24l 系列无线兼容
> 3 种数据率 (2mbps/1mbps/250kbps)
> +4dbm 输出功率
> -92.5dbm 敏感度、蓝牙低功耗
> 用于最大化能源效率应用和代码简化的 ppi 系统
> 具备对每个周边产品进行自动能源管理的灵活能源管理系统
> 用于模拟和数字 i/o 的可配置 i/o 映射
nrf51822配套产品
三、意法半导体stm32f103系列
索尼playstation vr配套手柄ps move
据悉,索尼ps vr搭配手柄ps move采用意法半导体stm32f103vbt6主芯片,集成了arm架构32bit mcu处理器、闪存、adc、各种接口和通讯电路等。
意法stm32f103系列主控芯片-- stm32f103vbt6
stm32f1系列属于中低端的32位arm微控制器,该系列芯片是意法半导体(st)公司出品,其内核是cortex-m3。该系列芯片按片内flash的大小可分为三大类:小容量(16k和32k)、中容量(64k和128k)、大容量(256k、384k和512k)。
意法stm32f103系列介绍:
内核
· arm 32位的cortex-m3
· 最高72mhz工作频率,在存储器的0等待周期访问时可达1.25dmips/mhz(dhrystone2.1)
· 单周期乘法和硬件除法
存储器
· 从32k到512k字节的闪存程序存储器(stm32f103xxxx中的第二个x表示flash容量,其中:“4”=16k,“6”=32k,“8”=64k,b=128k,c=256k,d=384k,e=512k)
· 最大64k字节的sram
电源管理
· 2.0-3.6v供电和i/o引脚
· 上电/断电复位(por/pdr)、可编程电压监测器(pvd)
· 4-16mhz晶振振荡器
· 内嵌经出厂调教的8mhz的rc振荡器
· 内嵌带校准的40khz的rc振荡器
· 产生cpu时钟的pll
· 带校准的32khz的rc振荡器
低功耗
· 睡眠、停机和待机模式
· vbat为rtc和后备寄存器供电
模数转换器
· 2个12位模数转换器,1us转换时间(多达16个输入通道)
· 转换范围:0至3.6v
· 双采样和保持功能
· 温度传感器
dma
· 2个dma控制器,共12个dma通道:dma1有7个通道,dma2有5个通道
· 支持的外设:定时器、adc、spi、usb、iic和uart
· 多达112个快速i/o端口(仅z系列有超过100个引脚)
· 26/37/51/80/112个i/o口,所有i/o口一块映像到16个外部中断;几乎所有的端口均可容忍5v信号
调试模式
· 串行单线调试(swd)和jtag接口
· 多达8个定时器
· 3个16位定时器,每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/pwm或脉冲计数的通道和增量编码器输入
· 1个16位带死区控制和紧急刹车,用于电机控制的pwm高级控制定时器
· 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)
· 系统时间定时器:24位自减型计数器
· 多达9个通信接口:
2个i2c接口(支持smbus/pmbus)
3个usart接口(支持iso7816接口,lin,irda接口和调制解调控制)
2个spi接口(18m位/秒)
can接口(2.0b主动)
usb 2.0全速接口
计算单元
· crc计算单元,96位的新批唯一代码
封装
· ecopack封装
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