Microchip Technology - MGC3030/3130 3D Tracking …ww1.microchip.com/downloads/jp/DeviceDoc/40001667D_JP.pdf2013-2015 Microchip Technology Inc. Advance Information DS40001667D_JP -

MGC3030/3130MGC3030/3130 3D 位置追跡およびジェスチャコントローラデータシート

注意 : この日本語版文書は参考資料としてご利用ください。最新情報は必ずオリジナルの英語版をご参照願います。

概要

Microchip 社の MGC3X30 は、Microchip 社の特許技術GestIC® テクノロジを基にした 3D ジェスチャ認識 /モーショントラッキング用コントローラチップです。これにより、ユーザは手指の自然な動きでコマンドを入力できます。近傍電界センシングの原理を応用したMGC3X30 には、堅牢な 3D ジェスチャ入力センシングシステムの開発に必要なものが全て含まれています。ユーザ設定可能な低消費電力ミクストシグナルコントローラとして実装された MGC3X30 は、信号ドライバ、自動ノイズ抑制のための周波数適応型入力経路、デジタル信号処理ユニット等、インテリジェントな機能を多数備えています。MGC3X30 に内蔵された Microchip社の Colibri Suite を利用する事で、ホストでの処理を不要とし、システムの消費電力を低減し、結果としてソフトウェア開発の工数を削減して迅速な市場投入を図る事ができます。MGC3XXX ファミリは、人間の手のジェスチャ情報をリアルタイムに処理する独自のソリューションです。MGC3X30 ファミリを使うと、自由空間ジェスチャセンシングに位置データ、タッチ情報、マルチタッチ情報を追加できます。MGC3XXX は幅広い市場分野で新世代のユーザインターフェイスを実現します。

アプリケーション

• オーディオ機器• ノートパソコン / キーボード /PC 周辺機器• ホームオートメーション• 白物家電• スイッチ / 産業用スイッチ• 医療機器• ゲームコントローラ• オーディオ制御

低消費電力機能

• 消費電力の異なる以下の動作モードをサポート :- 処理モード : 20 mA @ 3.3 V (typ.)- プログラマブルな自己復帰モード : 110 µA @ 3.3 V- ディープスリープ : 9 µA @ 3.3 V (typ.)

主な特長

• 3D ハンドジェスチャと x/y/z 位置データの認識(MGC3130)

• 近接およびタッチセンシング• Colibri Gesture Suite を内蔵• 先進の 3D 信号処理ユニット• 検出レンジ : 0 ～ 10 cm• レシーバ感度 : < 1 fF• 位置取得レート : 200 ポジション / 秒• 空間分解能 : 最大 150 dpi• 搬送波周波数 : 44 kHz ～ 115 kHz• サポートチャンネル

- 受信 (Rx): 最大 5 チャンネル- 送信 (Tx): 1 チャンネル

• 自動校正機能を内蔵• 低ノイズ放射 ( 送信電圧が低くスルーレートを制御可能なため )

• ノイズ感受性の低減 :- アナログフィルタを内蔵- デジタルフィルタを内蔵- 自動周波数ホッピング

• 電極に以下の安価な材料を利用可能 :- プリント基板- 導電性塗料- 導体箔- LDS (Laser Direct Structuring)- タッチパネルの ITO 膜

• フィールドアップグレード機能• 動作電圧 : 3.3 V (+/-5%) ( 単電源 )• 温度レンジ : -20 ～ +85

周辺機能の特長

• 設定およびセンサ出力ストリーミング用の I2C インターフェイス (1 個 )

• ジェスチャを EIO ピンに個別に割り当てるためのジェスチャポートピン (5 個 )

Note: 本書は MGC3030 と MGC3130 に対応します。本書全体を通じて MGC3X30 という名前はこれらの製品両方を表します。

2013-2015 Microchip Technology Inc. Advance Information DS40001667D_JP - p.1

MGC3030/3130

表 1: MGC3X30 のパッケージタイプ

製品番号パッケージピン数コンタクト / ピンピッチ寸法

MGC3030 SSOP 28 0.65 7.80x10.50

MGC3130 QFN 28 0.5 5x5

Note: 特に明記しない限り、全ての寸法はミリメートル (mm) で表示します。

表 2: MGC3X30 の主な特長

ジェスチャ認

識

位置追跡

生データ

(Raw

Dat

a)ストリーミング

マルチタッ

チフ

ィンガ

トラッキング

近接検出による復帰

ディープスリープ

ジェスチャポート

ピン

受信

(Rx)

電極

I2 Cポート

MGC3030 可不可可不可可可 5 5 1

MGC3130 可可可不可可可 5 5 1

DS40001667D_JP - p.2 Advance Information 2013-2015 Microchip Technology Inc.

MGC3030/3130

ピン配置図

図 1: 28 ピン配置図 (MGC3130)

QFN

1

2

3

4

5

6

7 15

8 9 10 11 12 13 14

16

17

18

19

20

21

26

25

24

23

22

28

27

VCAPS

VINDS

VSS2

RX0

RX1

RX2

RX3

RX

4

VC

AP

A

VS

S3

VC

AP

D

EIO

0

EIO

1

EIO

2

EIO5/SI1

EIO4/SI0

EIO3

NC

NC

NC

IS2

EIO

6/S

I2

MC

LR

TX

D

NC

VS

S1

VD

D

EIO

7/S

I3

MGC3130

EXP-29


MGC3030/3130

図 2: 28 ピン配置図 (MGC3030)

SSOP

MGC3030

EIO0

EIO1

EIO2

NCIS2

NC

EIO3

NC

EIO4/SI0

EIO5/SI1

EIO6/SI2

NC

EIO7/SI3

MCLR

VCAP

D

V SS3

VCAP

A

RX2

RX4

RX3

RX0

RX1

VSS2

VINDS

VCAP

S

TxD

VDD

VSS1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15


2013

-2015 Microchip T

echnology Inc.

Ad

vance In

form

ation

DS

40001667D

_JP - p.5

MG

C3030/3130

表

V

VI

V

R

R

R

R

R

V けフィルタコンデンサ (4.7 µF) を接続

V グランド

V けフィルタコンデンサ (4.7 µF) を接続

E ンには 10 kの外部プルアップが必要E (IS1)E

IS

N

N

N

E

E 0 (SI0): I2C_SDA0。I2C を使う場合、要

EI 1 (SI1): I2C_SCL0。I2C を使う場合、要

EI

EI

M クティブ Low でデバイスをリセット。

TX

凡

3: ピンの概要

ピン名

ピン番号

ピンタイプバッファタイプ説明28 ピンQFN

28 ピンSSOP

CAPS 1 18 P — 予約済み : VDD に接続

NDS 2 19 P — 予約済み : 接続禁止

SS2 3 20 P — グランド

X0 4 21 I アナログアナログ入力チャンネル : 受信電極を接続

X1 5 22 I アナログ




CAPA 9 26 P — 内部アナログ電圧レギュレータ (3 V) 用の外付

SS3 10 27 P — アナログおよびデジタルドメイン用の参照共通

CAPD 11 28 P — 内部デジタル電圧レギュレータ (1.8 V) 用の外付

IO0 12 1 I/O ST 拡張 IO0 (EIO0)/ 転送ステータス (TS): このライ

IO1 13 2 I/O ST 拡張 IO1 (EIO1)/ インターフェイス選択ピン 1IO2 14 3 I/O ST 拡張 IO2 (EIO2)/IRQ02 15 4 I ST インターフェイス選択ピン 2 (IS2)C 16 5 — — 予約済み : 接続禁止

C 17 6 — — 予約済み : 接続禁止

C 18 7 — — 予約済み : 接続禁止

IO3 19 8 I/O ST 拡張 IO3 (EIO3)/IRQ1IO4/SI0 20 9 I/O ST 拡張 IO4 (EIO4)/ シリアルインターフェイス

このラインには 1.8 kの外部プルアップが必

O5/S11 21 10 I/O ST 拡張 IO5 (EIO5)/ シリアルインターフェイスこのラインには 1.8 kの外部プルアップが必

O6/S12 22 11 I/O ST 拡張 IO6 (EIO6)O7/S13 23 12 I/O ST 拡張 IO7 (EIO7)

CLR 24 13 I/P ST マスタクリア ( リセット ) 入力。このピンはア10 kの外部プルアップが必要

D 25 15 O アナログ送信電極を接続

例 : P = 電源、ST = CMOS レベルでのシュミットトリガ入力、O = 出力、I = 入力、— = N/A

MG

C3030/3130

DS

40001667D

_JP - p.6

Ad

vance In

form

ation

2013-2015 M

icrochip Technolo

gy Inc.

共通グランド

外付けフィルタコンデンサ (100 nF) が必要

明

NC 26 14 — — 予約済み : 接続禁止

VSS1 27 16 P — アナログおよびデジタルドメイン用の参照

VDD 28 17 P — 周辺ロジックおよび I/O ピン用の正電源。

EXP 29 — P — 露出パッド。グランドに接続

表 3: ピンの概要

ピン名

ピン番号

ピンタイプバッファタイプ説28 ピンQFN

28 ピンSSOP

凡例 : P = 電源、ST = CMOS レベルでのシュミットトリガ入力、O = 出力、I = 入力、— = N/A

MGC3030/3130

目次

1.0 動作原理 : 近傍電界センシング ................................................................................................................................................. 82.0 機能の説明 ............................................................................................................................................................................... 103.0 システムアーキテクチャ ...................................................................................................................................................... 144.0 機能ブロックの詳細 ................................................................................................................................................................ 175.0 インターフェイスの説明 ......................................................................................................................................................... 266.0 アプリケーションアーキテクチャ ......................................................................................................................................... 347.0 開発サポート ........................................................................................................................................................................... 378.0 電気的仕様 .............................................................................................................................................................................. 399.0 パッケージ情報 ....................................................................................................................................................................... 40Microchip 社のウェブサイト ................................................................................................................................................................ 47顧客変更通知サービス ......................................................................................................................................................................... 47お客様サポート .................................................................................................................................................................................... 47製品識別システム ............................................................................................................................................................................... 48

大切なお客様へ

弊社は、大切なお客様に Microchip 社製品を最適にご使用頂けるよう、文書の作成に最善の努力を尽くしています。このため、

お客様のニーズにより的確にお応えできるよう継続的に文書の改善に努め、更新版をリリースする際に内容の見直しと充実を

図って参ります。

本書に関してご質問またはご意見がございましたら、マーケティングコミュニケーション部宛てにメールでご連絡ください。

メールの宛先は [email protected] です。お客様からのご意見とご感想をお待ちしております。

最新のデータシート

本データシートの最新版を入手するには、以下のウェブサイトで登録手続きを行ってください。

http://www.microchip.com

データシートのリビジョンは、各ページの欄外下隅に記載されている文書番号で確認できます。文書番号の最後の文字がリビジョン番号を表します ( 例 : DS30000000A_JP であれば文書 DS30000000_JP のリビジョン A)。

エラッタ

現行のデバイスに対して、データシートとの動作上の微妙な相違点と推奨回避策を説明したエラッタシートが発行される場合があります。弊社はデバイスや文書に関する問題を認識した時点でエラッタを発行します。エラッタには、該当するシリコンと文書のリビジョンを明記します。

ご使用のデバイス向けにエラッタシートが発行されているかどうかは、以下で確認できます。

• Microchip 社のウェブサイト : http://www.microchip.com• 各国の営業所の一覧を本書の最後のページに記載しています。

お問い合わせの際は、お使いのデバイス、シリコンとデータシートのリビジョン ( 文書番号含む ) をお知らせください。

お客様向け通知システム

弊社ウェブサイト (www.microchip.com) でご登録頂いた客様には、弊社の全製品に関する最新情報をお届けします。


MGC3030/3130

1.0 動作原理 : 近傍電界センシング

Microchip 社の GestIC は、電界を利用して先進の近接センシングを実現した 3D センサテクノロジです。この技術を利用して自由空間におけるユーザの手のジェスチャを検出、追跡、分類する事により、新しいユーザインターフェイスアプリケーションが実現します。

電界は電荷によって発生し、表面の周囲に 3 次元的に伝搬し、電荷を運びます。

電極に直流 (DC) 電圧を印加すると、静的な電界が発生します。交流 (AC) 電圧を印加すると、電荷が時間と共に変化し、従って電界も同様に時間と共に変化します。電荷が周波数 f の正弦波で変化する場合、発生する電磁波の波長は λ = c/f (c は波動伝搬速度、真空中では光の速さ ) です。波長が電極の外形寸法よりはるかに大きい場合、磁界成分は実質上 0 であり、波動伝搬は発生しません。こうして得られる準静的な近傍電界を利用して、人体等の導体を検出する事ができます。

Microchip 社の GestIC テクノロジは 100 kHz レンジの送信 (Tx) 周波数 ( 波長約 3 km) を使います。一般的な電極のサイズは 14 cm x 14 cm 未満であるため、この波長は相対的に非常に長いものです。そのため GestICシステムの動作は波動伝搬を伴いません。

人間の手や指が電界に入ると、電界に乱れが生じます。人体はそれ自体が導体としての性質を持つため、電界線は手に引き寄せられてグランドにシャントします。すると、局所的に3次元の電界が減少します。Microchip社のGestICテクノロジは、少なくとも 4つの受信 (Rx)電極を使って複数の場所で電界の変動を検出し、受信した信号の変動に基づいて電界の乱れが生じた位置を計測します。この情報を使って位置を求め、動きを追跡(MGC3130)して動きのパターンを分類(ジェスチャ、MGC3X30) します。

図 1-1 と図 1-2 に、接地した人体が電界に与える影響を示します。人体が接近すると等電位線の間隔が狭くなります。この時、Rx 電極の信号レベルが低い電位へと移動する変化を計測します。

図 1-1: 乱れのない電界の等電位線

図 1-2: 乱れが生じた電界の等電位線


MGC3030/3130

1.1 GestIC テクノロジの利点

• 他の大多数の 3D テクノロジとは異なり、GestICテクノロジの電界センサは光や音等、周囲環境からの影響を受けません。

• GestIC テクノロジはジェスチャ / 位置追跡をオンチップで処理するため、ホストでの処理は不要です。これらの処理を行うアルゴリズムは、Microchip 社が提供しオンチップで実行する Colibri GestureSuite に含まれています。

• GestIC テクノロジはノイズ耐性が高い上、位置取得レートが高く空間分解能に優れています。また、レイテンシも低く、衣服や表面材質、反射率等の影響も受けません。

• 44 ～ 115 kHz レンジの搬送波周波数を使っているため、無線周波数の規制を受けません。同じ理由により、GestIC は他の無線機器からの干渉も受けません。

• 低コストの材料による薄型の電極を使えるため、システム全体のコストを抑えながら薄型の工業デザインを実現できます。

• タッチパネルの ITO( 酸化インジウムスズ ) 膜等、既存の静電容量式センサ構造を流用するとさらにコストを抑える事ができ、テクノロジの実装も容易です。

• 電極は、機器の筐体内やタッチパネルの ITO 構造等ユーザの目に触れない場所に組み込めます。

• GestIC の検出範囲は電極を中心としてセンシングエリア全体に広がります。このためセンシングエリア全体がカバーされ、検出の死角がありません。

• GestIC は 1 つの送信電極のみで電界を生成しています。その利点は、全体的な消費電力が少なく、放射 EMC ノイズが抑えられる事です。

• 基本的に GestIC は電極から送信された生の信号を処理し、これらをリアルタイムに計算して前処理済みジェスチャと x/y/z 位置データを得るため、あらゆるタイプの電子機器で非常に柔軟なユーザインターフェイスを実現できます。


MGC3030/3130

2.0 機能の説明

2.1 ジェスチャの定義

ハンドジェスチャとは、ある考えや意味を表現する手段としての手の動きを言います。GestIC®テクノロジは、自由空間におけるユーザの手の動きを非接触で検出して正確に位置追跡し、分類された動きのパターンに基づいて 3D ジェスチャを認識します。

2.2 GestIC ライブラリ

MGC3X30 は、内蔵のフラッシュメモリに GestIC ライブラリローダを格納しています。このローダを使って、Aurea GUI ( セクション 7.1「Aurea ソフトウェアパッケージ」参照 ) や組み込みホストコントローラから GestIC ライブラリを MGC3X30 に I2C 経由で書き込みます。GestIC ライブラリは以下のものを含みます。

• Colibri Suite: デジタル信号処理 (DSP) アルゴリズムと機能を実装したもの

• システム制御 : アナログフロントエンド (AFE) のアクセス、インターフェイス制御、パラメータ保存等、MGC3X30 のハードウェア制御機能

• ライブラリローダ : GestICライブラリをアプリケーションホストのインターフェイス経由で更新

2.2.1 COLIBRI SUITE

Colibri Suite は、データ収集、デジタル信号処理、解釈の機能を統合しています。

以降のセクションでは、図 2-1 に示した Colibri Suiteの各機能について説明します。

図 2-1: Colibri Suite の基本要素

2.2.1.1 位置追跡 (MGC3130)

Colibri Suite の位置追跡機能は、センシングエリアにおける 3 次元の手の位置の経時的変化を追跡します。絶対位置データは、カルテシアン座標系 (x, y, z) の定義された原点を基準にした値として取得します。ジェスチャ認識と並行して、位置追跡データを連続的に取得します。最大 200 ポジション / 秒の位置取得レートにより、最大 150 dpi の空間分解能を実現しています。

2.2.1.2 ジェスチャ認識 (MGC3X30)

Colibri Suite のジェスチャ認識モデルは、センシングエリアにおける手の動きのパターンを検出、分類します。

隠れマルコフモデル (HMM) に基づいた高度な確率的分類を用いて、業界最高水準のジェスチャ認識率を達成しています。

Colibri Suite には、あらかじめ定義されたハンドジェスチャが複数登録されています。ここでは、その中からフリック、サークル、シンボルの各ジェスチャについて説明します。

• フリック

図 2-2: フリック

フリックは、1方向に手を素早く動かすジェスチャです。例えば、センシングエリアの West から East へ、Southから North へという手の動きがこれに該当します。

• サークル

図 2-3: サークル

サークルは円を描くジェスチャで、特定の始点を持たず、ユーザの手の移動方向 ( 時計回り / 反時計回り )で定義されます。GestIC テクノロジは以下 2 つのサークルジェスチャを区別します。

1. ディスクリートサークル

ディスクリートサークルはセンシングエリア内で手を動かした後に認識されます。認識結果 ( 方向 :時計回り / 反時計回り ) が得られるのは、手の動きが止まった後、または手が検出エリアから出た後です。ディスクリートサークルは通常、アプリケーション用の制御コマンドとして使います。

Digital Signal Processing

Colibri Suite

Position Tracking

Gesture Recognition

ApproachDetection


MGC3030/3130

2. エアホイール

エアホイールはセンシングエリア内の連続的なサークル動作を認識するもので、回転動作に関する情報をリアルタイムで提供します。このジェスチャは移動方向( 時計方向 / 反時計方向 ) に従ってインクリメント /デクリメントする連続的なカウンタ情報を提供します。エアホイールは各種アプリケーション ( 例 : ボリューム制御、感度調整、調光 ) で便利に使えるように調整が可能です。

• センサタッチ

図 1: センサタッチ

センサタッチはシステム電極への最大 5 つの同時タッチを報告するマルチゾーンのジェスチャです。

センサタッチはタッチとタップの情報を提供します。

1. タッチ

センサタッチは GestIC 電極への接触時間のイベントを示します。これによって、時間が短いタッチと長いタッチを区別できます。

2. タップとダブルタップ

タップとダブルタップは、各システム電極への短いタップおよびダブルタップを示します。タップの長さとダブルタップの間隔は調整できます。

- シングルタップ遅延 : シングルタップは、最初に電極表面に触れた後、手をタッチエリアから外すと検出されます。シングルタップは、タッチおよびタッチ解除イベント間のタイミングが調整済みの遅延値よりも短い場合にのみ検出されます。タイミングを長くすれば、ユーザがタップを実行する時間が延びます。遅延値の調整レンジは 0 ～1 秒です。

- ダブルタップ遅延 : ダブルタップは、調整済みの遅延内に 2 回のタップが検出された時に検出されます。遅延値の調整レンジは 0 ～ 1 秒です。選択した遅延が短いほど、2 回のタップを素早く実行する必要があります。


MGC3030/3130

図 2-4: センサタッチの図

2.2.1.3 ジェスチャポート

図 2: ジェスチャポート

ジェスチャポートを使うと、Colibri Suite 機能のイベントをMGC3X30のEIOピンに柔軟に割り当てられます。個々の機能イベントは、5 つの EIO ピンのどれか1 つに割り当てられ、各種の信号変化 (High 固定、Low固定、トグル、パルス (100 ms)、High アクティブ、Low アクティブ ) をトリガできます。ジェスチャポートを使うと、組み込みシステムを簡潔かつ強力に統合できます。ホストに依存しない、EIO を基本とした統合が可能です。

Touch

Touch detected

Tap

Tap detected

Max Tap Duration0s-1s

Double Tap

Double Tap detected

Max Double Tap Duration0s-1s

Max Tap Duration0s-1s

Tap detected


MGC3030/3130

2.2.1.4 近接検出

図 3: 近接検出

近接検出は、Microchip 社の Colibri Suite に内蔵された省電力機能の 1 つです。この機能は MGC3X30 をスリープに移行させ、一定間隔でセンシングエリアをスキャンして人間の手の存在を検出します。

近接検出は、内蔵の自己復帰モードを利用して、スリープフェイズとスキャンフェイズを交互に繰り返します。スキャンフェイズでは、非常に少ない消費電力で人間の手の接近を検出できます。詳細はセクション4.2.4.3「自己復帰モード」を参照してください。

ユーザが近づいて、定義されたしきい値を超える信号変化が検出されると、MGC3X30 は自己復帰モードから処理モードへ移行します。この時、システムレベルでアプリケーションホストを復帰させる事もできます。

近接検出シーケンスでは、以下のスキャンを実行します。

• 近接スキャン : 近接スキャンは、MGC3X30 の自己復帰モードのスキャンフェイズで実行します。通常、アクティブにしておく Rx チャンネルは 1 つのみですが、GestIC ライブラリで複数のチャンネルをアクティブにしておく事もできます。近接スキャ

ンの実行間隔 ( スキャン間隔 ) はユーザ設定可能です。一般的なアプリケーションのスキャン間隔は20 ～ 150 ms です。近接スキャンではアクティブな Rx チャンネルの信号変化を監視し、人間の手が接近する等して、定義されたしきい値を超えた場合に検出します。このようにして、消費電力を非常に少なく抑えながら MGC3X30 とホストアプリケーションを自律的に復帰させる事ができます。

• 校正スキャン(1): 電極系を周囲環境の変化に常時適応させるため、近接検出シーケンス中に校正スキャンを実行する事もできます。近接スキャンは、MGC3X30 の自己復帰モード中のスキャンフェイズで実行します。センサ信号の校正には 5 つの Rx チャンネルを使います。校正スキャンの実行間隔はユーザ設定可能で、通常は2～1024秒です。消費電力を抑えるため、ユーザの動作が一定時間検出されない場合、1 秒間に実行するスキャンの回数を少なくする事ができます。Colibri Suite は、起動時校正スキャンレート ( 校正開始スキャン間隔 )、ユーザアクティビティ休止タイムアウト ( 校正遷移時間 )、その後に使う校正スキャンレート ( 校正最終スキャン間隔 ) をユーザが全て設定できる柔軟性を提供します。代表的な実装では、最初の 2 分間は2 秒ごと、それ以降は近接検出が発生するまで 10 秒ごとに校正スキャンを実行します。

図 2-5 に、近接検出機能のタイミングシーケンスを示します。

図 2-5: 近接検出シーケンス

Current

time

Periodic Approach Scans Calibration Scan

Periodic Approach Scans Calibration Scan

Periodic Approach Scans Calibration Scan Periodic Approach Scans

Scan Interval20ms-150ms

Calibration Start Scan Interval2s-10s

Isleep = 9µA

I5CHSCAN = 20mA

I5CHSCAN: Scan Phase with 5 active RX channels: Calibration ScanIsleep: Sleep Phase

Calibration Final Scan Interval2s-1024s

Calibration Transition Time (Non-user activity timeout)2s-255s

Processing Mode

Idle Timeout5s-1024s

Self Wake-up mode


MGC3030/3130

3.0 システムアーキテクチャ

MGC3X30 はユーザ設定可能なミクストシグナルコントローラです。システムソリューション全体は、主に以下の 3 つの要素で構成されています ( 図 3-1 参照 )。

• MGC3X30 コントローラ• GestIC® ライブラリ• 外部電極

3.1 MGC3X30 コントローラ

MGC3X30 は、主に以下の要素で構成されています。

• 低ノイズアナログフロントエンド (AFE) • デジタル信号処理ユニット (SPU)• 通信インターフェイス

MGC3X30 には、電界を生成するための信号の送信、電極で受信したアナログ信号のコンディショニング、およびこれらのデータをデジタル処理する SPU の機能があります。MGC3X30 とホスト間のデータ通信には、コントローラの通信インターフェイスまたはジェスチャポートを利用します。詳細はセクション 4.0「機能ブロックの説明」を参照してください。

3.2 GestIC® ライブラリ

書き込み済みの GestIC ライブラリは、自由空間におけるジェスチャ認識とモーショントラッキング(MGC3130) を連続的かつリアルタイムに並行して実行できるように最適化されています。このライブラリは自由に構成可能で、各種アプリケーションと外部電極に合わせて必要なパラメータを設定できます。

3.3 外部電極

電極は MGC3X30 に接続します。電界分布を最適化してユーザの手指による電界の変化を適切に検出するには、『GestIC Design Guide』の目安を参考にしてアプリケーションごとに電極を設計する必要があります。

図 3-1: MGC3X30 コントローラのシステムアーキテクチャ

MGC3X30

Analog Front End

Communications

Interfaces

GestIC®

Library

ExternalElectrodes

Tx

Rx5

Signal Processing

Unit

To applicationhost


MGC3030/3130

3.3.1 電極の等価回路

GestIC システムの手先位置追跡およびジェスチャ認識能力は、電極の設計とその材料特性による影響を受けます。

図 3-2 に、代表的な GestIC 電極システムの簡略等価回路モデルを示します。

図 3-2: 電極で形成される静電容量の等価回路 ( グランドに接続 )

• VTX: 送信 (Tx) 電極の電圧• VRXBUf: MGC3X30 の受信 (Rx) 入力電圧• CH: Rx 電極と手 ( グランドに接続 ) の間の静電容量です。人体は電極に比べて非常に大きいため、ユーザの手は常にグランドに接続されているものと見なす事ができます。

• CRXTX: Rx 電極と Tx 電極の間の静電容量• CRXG: Rx 電極とシステムグランド間の静電容量と

MGC3X30 の受信回路の入力静電容量の合計• CTxG: Tx 電極とシステムグランド間の静電容量• eRx: Rx 電極• eTx: Tx 電極

GestIC の電極システムでは、Rx 電極と Tx 電極が静電容量 CRxTx、CRxG によって分圧回路を形成しますが、これらの静電容量の値は電極設計で決まります。CTxGは、Tx信号で駆動されるTx電極とシステムグランドの間に形成される静電容量です。Rx 電極は、形成された電界の電位を計測します。手等の導体が Rx 電極に近づくと、CH の静電容量が変化します。このフェムトファラッドレベルの微小な変化を、MGC3X30 のレシーバで検出します。

式 3-1 に、グランド接続された回路の等価回路の式を示します。

式 3-1: 電極の等価回路

グランド接続された機器の代表例として、ノートブックPC があります ( 電源ケーブルまたは Ethernet ケーブルでアースに接続されていない場合を含む )。ノートブック PC はサイズが十分に大きいため、50 pF 程度の大きな静電容量があり、グランド接続された GestICシステムと見なす事ができます。

表 3-1 に、電極の静電容量の代表値をまとめます。

CRxTx

CTxGCRxG

System ground

Transmitter signal

Electrode signal

CH

Earth ground

E-fieldTo MGC3x30

VTx

System Ground

CRxTx

CTxGCRxG

System ground

Transmitter signal

Electrode signal

CH

Earth ground

E-fieldTo MGC3x30

VTx

System Ground

eRx

eTx

VRxBuf

X

表 3-1: 電極の静電容量の代表値

静電容量代表値

CRXTX 10 ～ 30 pF

CTXG 10 ～ 1000 pF

CRXG 10 ～ 30 pF

CH < 1 pF

VRxBuf VTxCRxTx

CRxTx CRxG CH+ +-----------------------------------------------=


MGC3030/3130

3.3.2 標準的な電極設計

通常、MGC3X30 の電極システムは 2 層設計とし、送信(Tx) 電極を下層に配置します。これにより、Tx 電極がデバイスグランドからのシールドの役目を果たし、受信感度が向上します。受信 (Rx) 電極は Tx 電極よりもやや小さく、最大 5 つの電極を Tx 電極層の上に配置する

事により、GestIC システムの空間分解能を実現します。Tx と Rx は薄い絶縁層で分離します。通常、Rx 電極は図 3-3 のようにフレーム状に配置します。このフレームで囲まれた部分が、最大 14 x 14 cm のセンシングエリアです。測距性能を向上または簡単なタッチ機能を追加するために、フレームの中央に 5 つ目の電極を配置する事もできます。

電極パターンはベタでもメッシュでもかまいません。Rx 電極と Tx 電極の間隔と絶縁材料以外に電極の形、構造、密度でも静電容量 CRXTX は変化し、その結果システム感度が左右されます。

図 3-3: フレーム形状の電極

Note: CRxTxとCRxGの値を小さくして電極システムの感度を向上させるのが理想的な設計です。CRxTx と CRxG の値を同程度にすると最適な結果が得られます。

South

Wes

t

EastCenter

North

Top Layer (Lateral Rx)

Top Layer (Center Rx)

Tx Layer


MGC3030/3130

4.0 機能ブロックの説明

MGC3X30 はユーザ設定可能なコントローラで、最大5 つの電界受信 (Rx) 電極を使います。MGC3X30 はホストによる処理を必要とせず、内蔵の信号処理ユニット (SPU) で幅広い種類の 3D ジェスチャアプリケーションの前処理を実行できるため、開発サイクルを短縮できます。

MGC3X30 は低消費電力設計を採用し、プログラマブルな各種電力モードをサポートしているため、バッテリ駆動のモバイル機器でも 3D センシング機能を常時有効にしておく事ができます。自己復帰モードでは、ユーザの接近を検出してアプリケーションホストに割り込みをトリガする事ができ、ホストシステム全体の消費電力を低減できます。

MGC3X30 は、I2C インターフェイス (SDA、SCL 用 )と TS ライン (EIO0) を使ってホストコントローラと通信します。

GestIC® のセンシング電極は 100 kHz の周波数レンジの低電圧信号で駆動されるため、電極の導体構造は低コストの材料で製造できます。センサ電極にディスプレイ装置の ITO(酸化インジウムスズ )膜のような既存の導体構造を使う事も可能で、これにより MGC3X30を用いたソリューションの対費用効果を大きく改善する事ができます。

図 4-1 に、MGC3X30 の主な機能ブロックの概要を示します。以降のセクションでは、これらのブロックについて説明します。

図 4-1: MGC3X30 コントローラのブロック図

Host

Signal processing unit (SPU)

Power management unit (PMU)

Internal clockTX signal generation

External electrodes

Communication control (I2C)

MGC3030/3130 Controller

Signal conditioning ADC





FLASH memory

Gesture Port and Interface

Selection

Reset block

Voltage reference (VREF)

TXD

RX0

RX1

RX2

RX3

RX4

MCLR

SI0

SI1

EIO1/IS1

EIO2

EIO3

IS2

EIO0

INTE

RN

AL

BU

S

Low power wake-up

Host

Signal processing unit (SPU)

Power managementunit ((PMU))

Internal clockTX signal generation

Externalelectrodes

Communication control (I2C)

MGC3030/3130 Controller






FLASH memoryy

Gesture Port and Interface

Selection

Reset block

Voltage reference ((VREF))

TXD

RX0

RX1

RX2

RX3

RX4

MCLR

SI0

SI1

EIO1/IS1

EIO2

EIO3

IS2

EIO0

INTE

RN

AL

BU

S

Low power wake-upp

EIO6EIO7


MGC3030/3130

4.1 リセットブロック

リセットブロックは全てのリセット要因を集約します。このブロックは、デバイスシステムのリセット信号(SYSRST) を制御します。以下にデバイスのリセット要因の一覧を示します。

• MCLR: マスタクリア ( リセット ) ピン • SWR: ソフトウェアリセット (GestIC ライブラリローダから実行 )

• WDTR: ウォッチドッグタイマリセット

図 4-2 に、リセットブロックの概略ブロック図を示します。

図 4-2: システムリセットのブロック図

4.2 電源制御とクロック

4.2.1 電源管理ユニット (PMU)

このデバイスは、VDD に 3.3 V ±5% の電源電圧が必要です。

図 4-3 に示すように、このデバイスでは以下の電源ドメインを使います。

• VDD ドメイン : このドメインには、VDD = 3.3 V ±5%(VDD = 3.3 V (typ.)) が供給されます。VDD は、EIO、復帰ロジック、WDTR、内部レギュレータ用の外部電源です。

• VDDC ドメイン : このドメインには、VDDC = 1.8 V が供給されます。この電圧は、低インピーダンスかつ高速な内蔵リニア電圧レギュレータで生成されます。この電圧レギュレータは全てのモードで動作を継続するため、ディープスリープ中でも MGC3X30 のデータコンテクストは維持されます。VDDC は、デジタルブロック、リセットブロック、RC オシレータ用の内部電源電圧です。VCAPD ピンには、外部ブロックコンデンサ CEFCD が必要です。

• VDDA ドメイン : このドメインには、VDDA = 3.0 V が供給されます。この電圧は、低インピーダンスかつ高速な内蔵リニア電圧レギュレータで生成されます。ディープスリープ中は、アナログ電圧レギュレータは OFF です。VDDA は、ADC およびシグナルコンディショニング用の内部アナログ電源電圧です。VCAPA ピンには、外付けデカップリングコンデンサCEFCA が必要です。

• VDDM ドメイン : このドメインには、VDDM = 3.3 Vが供給されます。VDDM は、内蔵フラッシュメモリ用の内部電源電圧です。VDDM は VDD = 3.3 V を通じて直接供給されます。

図 4-3: 電源ドメインのブロック図

MCLR

Glitch Filter

Deep sleep

WDTR

Software Reset (SWR)

WDT Time-outSYSRST

SPUDigital

PeripheralsReset BlockInternal Osc.

VDDC Domain

Analog voltage regulator

Digital voltage regulator

FLASH Memory

Wakeup logic

WDTR

EIO

VDDM Domain VSS2

VDD

VSS1

VCAPA

VSS3

ADCSignal Conditioning Blocks

VDDA Domain

VCAPD

VDD Domain

VCAPS


MGC3030/3130

4.2.2 電源スーパーバイザ

電源投入シーケンスでは、VDD電圧が1.5 V (1.2 V min.)に達してから約 200 µs( リセット遅延 : tRSTDLY) の間、システムがリセット状態に保たれます。システムリセットが Low に保たれているこの遅延の間に、VDD が通常 2 V に到達します。

リセット遅延が経過するとシステムリセットが解除(High) され、システムはパワーアップ / タイムアウト(tPWRT) シーケンスを開始します。システムの起動は、使用する VDD 電圧の影響を受けます。リセット後のパワーアップ / タイムアウト時間 (tPWRT) は 36 LSOサイクルです ( 表 4-3 参照 )。

システムは以下の時点で起動します ( 図 4-4 参照 )。

• パワーアップタイムアウト時間 (tPWRT) が経過した• tPWRT の終了前に VDD が 3.3 V に到達した

電源投入シーケンスはVDD ピンの電圧を 0 Vから上昇させる事で開始します。VDD の立ち上がり時間の傾きが 4.5 V/ms よりも速ければ、システムは正常に起動します。

傾きが 4.5 V/ms に満たない場合、VDD が有効な動作レベルに達するまで外部回路で MCLR ピンを Low に保持する必要があります。

図 4-4: 電源スーパーバイザ

MCLR

1.5V

VDD

time

3.3V

t1: tRSTDLY: Reset delay typically 200 μs, 120 μs minimumt2: tPWRT: Power-up Time-out

2V

t1 t2


MGC3030/3130

4.2.3 クロック

MGC3X30 は、2 つの内部オシレータ ( 高速、低速 ) を内蔵しています。高速オシレータ (HSO) は工場でトリミング済みで、高い精度を実現しています。

• 高速オシレータ (HSO):

MGC3X30 のクロックは、周波数 22.5 MHz ±10% で低消費電力動作する内部 HSO から供給されます。このクロックは、Tx 信号の生成、A/D 変換のトリガ、SPU の実行に使います。ディープスリープ中、HSOクロックは OFF です。

• 低速オシレータ (LSO):

この低速で超低消費電力のオシレータは、32 kHz±10 kHz (typ.) で動作します。このオシレータは、省電力モードに使います。

4.2.4 動作モード

MGC3X30 には 3 つの動作モードがあり、ユーザは消費電力とデバイス機能のバランスをとる事ができます。このセクションで説明する全てのモードにおいて、省電力機能は GestIC ライブラリのメッセージで設定します。

4.2.4.1 処理モード

このモードでは、全ての電源ドメインが有効で、SPUは常時動作します。周辺デジタルブロックも全て動作します。ジェスチャ認識と位置追跡を実行するには、処理動作モードに移行する必要があります。

4.2.4.2 ディープスリープモード

ディープスリープ中は、VDDM と VDDA が OFF になり、SPUのデータを保持するためにVDDC には電源が供給されます。

このモードには、以下のような特性があります。

• SPU は停止する• HSO はシャットダウンされる• LSO は動作を継続する• ウォッチドッグは OFF になる• ホストインターフェイスピンは復帰で使うためアクティブである

以上により、MGC3X30 の消費電力を最小限に抑えます。

以下のイベントのどちらかが発生すると、MGC3X30はディープスリープから復帰します。

• 外部割り込み (IRQ0) または I2C0 スタートビットの検出

• MCLR リセット

ディープスリープは、GestIC ライブラリのメッセージを使って有効にできます。

4.2.4.3 自己復帰モード

自己復帰モードは、MGC3X30 とアプリケーションホストが自律的に復帰できる低消費電力モードです。このモードでは、MGC3X30 は自動で周期的にスリープフェイズとスキャンフェイズを交互に繰り返します。

MGC3X30 は通常 1 ms 未満で素早く復帰できるため、ごく短時間で効率的にスキャンを完了し、スリープフェイズの時間を長く取る事ができます。

周期的に実行される復帰シーケンスは、LSO 周波数で動作するプログラマブルな復帰タイマでトリガされます。このシーケンスの実行周期は、近接検出機能で調整が可能です。

MGC3X30 は、GestIC ライブラリのメッセージで自己復帰モードに移行できる他、一定時間ユーザアクティビティがない場合にも自己復帰モードに移行します。ユーザアクティビティがないとは、センシングエリア内でユーザが検出されない状態を言います。

以下のイベントのどれかが発生すると、MGC3X30 は自己復帰モードから復帰します。

• 復帰タイマオーバーフローイベント• 外部割り込み (IRQ0) または I2C0 スタートビットの

検出• MCLR または WDTR


MGC3030/3130

4.2.4.4 MGC3X30 の消費電力プロファイル

図 4-5 に、MGC3X30 の消費電力プロファイルを示します。

図 4-5: MGC3X30 の消費電力プロファイル

表 4-1 に、MGC3X30 の各動作モード時の消費電流をまとめます。

自己復帰モード時の消費電流は、自己復帰モード時の有効チャンネル数、近接スキャンと校正スキャンの繰り返し周期で決まります。これらのパラメータを変更すると、消費電流の値も変わります。

Wake-up IRQ from hostor I²CTM start detected

Approach detected No user interaction(Time-out)

t

I

IDS(1) = 9µA

IPEAK(1) = 20mA

ISW1(1) = 200µA

Deep Sleep Self Wake-up Self Wake-upProcessing

IPEAK: Processing mode with 5 Rx ChannelsISW1: Self Wake-up with 150 ms Approach Scan and 10s Calibration ScanISW2: Self Wake-up with 150 ms Approach Scan and without Calibration ScanIDS: Deep Sleep(1) These are preliminary values @ 3.3V, typical

ISW2(1) = 110µA

表 4-1: 消費電流の概要

モード消費電流条件

処理モード 20 mA VDD = 3.3 V5 つの Rx チャンネルが有効

自己復帰モード 110 µA VDD = 3.3 V校正スキャンなし1 つの Rx チャンネルが有効

200 µA VDD = 3.3 V10 s ごとに校正スキャン1 つの Rx チャンネルが有効

ディープスリープモード 9 µA VDD = 3.3 V

Note: 処理モードでは 5 つの Rx チャンネルが常時アクティブです。Aurea で Rx チャンネルを 4 つしか選択しなくても、処理モード中の消費電流には影響しません。


MGC3030/3130

図 4-6 と図 4-7 に、自己復帰モードで近接スキャンと校正スキャンの周期を変更した場合の消費電流を示します。

図 4-6: 近接スキャン間隔と校正スキャン間隔を変化させた場合の消費電流

図 4-7: 近接スキャン間隔を 20 ms に固定した場合の消費電流

0.11

0.77

0.57

1.21

0.20

0.86

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0 50 100 150 200

Cur

rent

Con

sum

ptio

n [m

A]

Time Interval between Approach Scans[ms]

Calibration Scan every1024s

Calibration Scan every 2s

Calibration Scan every 10s

1.21 1.07

0.99 0.95 0.92 0.90 0.88 0.87 0.86

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0 2 4 6 8 10 12

Cur

rent

Con

sum

ptio

n (m

A)

Time interval between Calibration Scans (s)


MGC3030/3130

4.2.4.5 動作モードのまとめ

表 4-2 に、MGC3X30 の動作モードをまとめます。

4.2.5 パワーアップ / パワーダウンシーケンス

図4-8に、リセットまたはディープスリープ後のパワーアップシーケンスのタイミングを示します。

図 4-8: パワーアップシーケンスのタイミング

表 4-2: 動作モードのまとめ

モード開始終了備考

処理モード I2C0/IRQ0/ 近接 /MCLR/WDTR/SWリセット

GestIC® ライブラリメッセージ /アクティビティなしタイムアウト /WDTR

- 処理モードでは、最大 5 つの電極が常時動作- 位置検出とジェスチャ認識の機能を完全に利用可能

自己復帰モード

タイムアウト /GestIC®

ライブラリメッセージI2C0/IRQ0/ 復帰タイマ /MCLR/WDTR

- スキャンフェイズで使う Rx チャンネルの数は設定可能、復帰タイマを用いてシステムの動作を再開- 近接検出機能- 高速な復帰- 非常に低消費電力

ディープスリープモード

GestIC® ライブラリメッセージ

I2C0/IRQ0/MCLR - SPU 停止、アナログ電圧レギュレータ OFF、ウォッチドッグタイマOFF- 位置追跡とジェスチャ認識機能は無効- 超低消費電力 - 自己復帰モードまたは処理モードに戻るには、アプリケーションホストからのトリガが必要

LSO

SPU CLK

SPU halted SPU running

Power-Up Processing operation

HSO enable

VREF enable

Reset or Deep Sleep

tPWRT

tHSO

tSPUCLK


MGC3030/3130

パワーアップフェイズ

• リセットまたはディープスリープ : システムはリセット状態に維持されるかディープスリープ中

• パワーアップ : リセット / ディープスリープが解除されシステムが起動

• 処理動作 : 処理モードを開始• パワーアップタイムアウト

信号名の一覧

• LSO: 低速オシレータクロック • HSO: 高速オシレータクロック • VREF イネーブル : 参照電圧イネーブル信号• HSO イネーブル : 高速オシレータイネーブル信号

図 4-9 に、パワーダウンシーケンスのタイミングを示します。

図 4-9: パワーダウンシーケンスのタイミング

表 4-3: パワーアップタイムアウト (tPWRT)

信号記号遅延 (LSO サイクル数 )

リセット後ディープスリープ後

VREF イネーブル tVREF 0 0

HSO イネーブル tHSO 2 2

SPU クロック tSPUCLK 30 8

パワーアップタイムアウト tPWRT 36 10

LSO

SPU CLK

SPU haltedSPU running

HSO enable

VREF enable

Processing operation

Power downRequest Deep sleep

LSO

SPU CLK

SPU haltedSPU running

HSO enable

VREF enable

Processing operation

Power downRequest Deep sleep


MGC3030/3130

パワーダウンフェイズ

• 処理動作 : 処理モードが有効• リクエスト : ディープスリープへの移行を要求• パワーダウン : パワーダウンステート ( 全てのアナ

ログ信号が停止 )• ディープスリープ : ディープスリープへ移行

信号名の一覧

• LSO: 低速オシレータクロック• HSO: 高速オシレータクロック • VREF イネーブル : 参照電圧イネーブル信号• HSO イネーブル : 高速オシレータイネーブル信号

4.3 送信信号の生成

Tx 信号生成ブロックは、帯域幅を制限された矩形波信号を出力し送信電極に印加します。周波数ホッピングにより、周囲環境のノイズ条件に応じて Tx 搬送波周波数を 44 kHz ～ 115 kHz のレンジで自動的に調整します。センサ信号の品質が低下すると、GestIC ライブラリは最もノイズの少ない動作周波数を自動的に選択します。各周波数は、GestIC ライブラリで有効化 /無効化できます。

4.4 受信 (Rx) チャンネル

このコントローラは 5 つの Rx チャンネルを備え、5 つの受信電極を接続して使えます。位置追跡とジェスチャ認識には 4 つの受信電極が必要です。5 つ目の電極は、タッチ検出と測距性能の改善に使えます。各チャンネルには専用のアナログシグナルコンディショニング段があり、その後ろに専用 ADC が続きます。近接検出等、特定の機能で各 Rx チャンネルを有効にするか無効にするかは、GestIC ライブラリで個別に設定できます。電極の特性に合わせて、各チャンネルのパラメータを調整する必要があります。

シグナルコンディショニングブロックには、図 4-10に示すようにアナログフィルタ処理と増幅の機能が含まれます。

図 4-10: シグナルコンディショニングブロック

各電極の特性に合わせて、Rx チャンネルを以下のように設定できます。

• 信号マッチング :受信信号をTx周波数の 2倍のサンプリングレートでサンプリングし、High/LowのADCサンプルを得ます。信号マッチングブロックは、受信信号をTxが持つHigh/Lowのレンジ内に収まるよう調整します。このようにオフセットを調整できます。

• マッチング後の信号出力は、感度向上のためプログラマブルゲインアンプ (PGA) で増幅します。

4.5 アナログ / デジタルコンバータ(ADC)

セクション 4.4「受信 (Rx) チャンネル」で述べたように、各 Rx チャンネルは内部クロックでトリガされる専用のADC を備えます。ADC サンプルは Tx 送信周波数の 2 倍の周波数に同期します。

4.6 信号処理ユニット (SPU)

MGC3X30 には、ハードウェアブロックの制御およびGestIC ライブラリに含まれる先進の DSP アルゴリズムを処理する、信号処理ユニット (SPU) があります。この SPU から、フィルタ処理後のセンサデータ、連続的な位置情報、認識されたジェスチャをアプリケーションホストに送ります。ホストはこれらの情報を集約してアプリケーションを制御します。

4.7 パラメータの保存

MGC3X30 に内蔵されている 32 KB のフラッシュメモリは、GestIC ライブラリおよび個々の設定パラメータの保存専用です。これらのパラメータは、個々の電極設計およびアプリケーションに合わせて設定する必要があります。GestIC ライブラリとパラメータをMGC3X30 に書き込むには、付属のソフトウェアツールを使うか、アプリケーションホストで GestIC ライブラリのメッセージを実行します。MGC3X30 ツールの詳細は、セクション 7.0「開発サポート」を参照してください。

Rx gain

VDDA/2

Signal Conditioning Block

Rx Input

Signal matching

Buffer


MGC3030/3130

5.0 インターフェイスの説明

MGC3X30 は、スレーブモードの I2C インターフェイスとジェスチャポート ( 構成可能な 5 つの EOI) をサポートします。

5.1 インターフェイスの選択

MGC3X30 のインターフェイス選択ピン IS2 を使ってI2C スレーブアドレスを選択します。アドレスは 2 つです。

5.2 拡張 I/O (EIO)

MGC3X30 には、機能を拡張した I/O ピンがあります。これらのピンは GestIC® ライブラリで制御します。表 5-2 に、一覧を示します。

5.3 割り込み要求

ホストは、MGC3X30 の割り込みライン IRQ0 およびIRQ1 を使って MGC3X30 をディープスリープまたは自己復帰モードから復帰させます。IRQ0 または IRQ1 ラインで復帰イベントが検出されると、MGC3X30 は処理モードに移行します。

5.4 ジェスチャポート

MGC3X30 には、Colibri Suite 機能のイベントを出力できる 5 つの出力ピンがあります。これらのピンはGestIC ライブラリで制御され、イベントの発生を知らせます。ホストはジェスチャポートピンさえ監視していればGestICライブラリイベントを取得できます。I2Cバスの監視は不要です。この機能は I2C 通信と並用します。

図 5-1 に、Colibri Suite ジェスチャポート機能の割り当てを示します。

表 5-1: MGC3X30 のインターフェイス選択ピン

IS2 IS1 モード ( アドレス )

0 0 I2C0 スレーブアドレス 1 (0x42)

1 0 I2C0 スレーブアドレス 2 (0x43)

表 5-2: MGC3X30 の拡張 I/O の機能

ピン多重化された機能

EIO0 TS

EIO1 IS1/ ジェスチャポート

EIO2 IRQ0/ ジェスチャポート

EIO3 IRQ1/SYNC/ ジェスチャポート

EIO4 SDA0

EIO5 SCL0

EIO6 ジェスチャポート

EIO7 ジェスチャポート


MGC3030/3130

図 5-1: ジェスチャポートの割り当て

Colibri Suite は任意の EIO (1、2、3、6、7) に割り当て可能な、最大 12 個のイベント出力を生成できます。また、複数のイベント出力を 1 つの EIO に割り当てる事も可能です。

EventOutput1..12To EIOs

Ges

ture

Sel

ectio

n [0

:2]

Ele

ctro

de S

elec

tion

[0:2

]

Gesture

Wake-up after Approach Detection

Act

ion

Sel

ect

ion

[0

:2]

Eve

ntI

npu

t S

ele

ctio

n [0

:1]

Sensor Touch

Flick West -> East

Flick East -> West

Flick North -> South

Flick South -> North

Circle ClockWise

Circle Counter-ClockWise

Permanent high

Permanent low

Sen

sor

Tou

ch

Sel

ectio

n [0

:1]

Touch

Tap

Double Tap

Colibri Suite Events

MGC3X30 Pins Events mapping

High active

Low active

Toggle

Pulse (100ms)

EIO1,2,3,6,7

EventOutput 1

EventOutput 12

...

AirWheel ClockWise

AirWheel Counter-ClockWise


MGC3030/3130

表 5-3: Colibri Suite イベント

ジェスチャポートの割り当てパラメータ説明

ジェスチャ選択イベントとして使うジェスチャを選択します。ジェスチャは以下から選択できます。• フリック West/East• フリック East/West• フリック North/South• フリック South/North• サークル時計回り• サークル反時計回り• エアホイール時計回り• エアホイール反時計回り

センサタッチ選択イベントとして使うセンサタッチを選択します。センサタッチは以下から選択できます。• タッチ• タップ• ダブルタップ

電極選択センサタッチに使う電極を選択します。電極は以下から選択できます。• West• East• North• South• Center

イベント入力選択 EIO へのイベント出力をトリガするイベントを選択します。イベント入力は以下から選択できます。• ジェスチャ• センサタッチ• 接近検出後の復帰

動作選択 EIO に出力される信号のフォーマットを選択します。図 5-2と表 5-4 を参照してください。動作は以下から選択できます。• High 固定• Low 固定• トグル• パルス• High アクティブ• Low アクティブ


MGC3030/3130

図 5-2: ジェスチャポートの動作

Permanent high

Toggle

Event

Event Event Event

Pulse (100ms)

Event

Permanent low

Event

High active

Touch detected Touch released

Low active

Touch detected Touch released

表 5-4: ジェスチャポートの割り当て

イベント

動作

High 固定 Low 固定トグルパルス High

アクティブ

Lowアクティブ

ジェスチャ X X X X

タッチ X X X X

シングルタップ X X X X

ダブルタップ X X X X

接近 X X

エアホイール X


MGC3030/3130

5.5 通信インターフェイス

5.5.1 I2C

MGC3X30 は I2C インターフェイスを 1 つ備え、アプリケーションホストと通信します。I2C0 ポートは以下をサポートします。

• スレーブモード• 最大 400 kHz• 7 ビットアドレス指定モード• ハードウェアステートマシンによる基本的なプロトコル処理

• 反復スタートとクロックストレッチ (バイトモード )をサポート

• マルチマスタは非対応

I2C ハードウェアインターフェイス

表 5-5 に、ハードウェアインターフェイスピンの一覧を示します。

• SCL ピン- SCL(シリアルクロック) ピンは電気的にオープンドレインで、SCL から VDD へ 1.8 kΩ (typ.) のプルアップ抵抗を必要とします (最大バス負荷静電容量200 pF の場合 )。

- SCL のアイドルステートは High です。• SDA ピン

- SDA(シリアルデータ) ピンは電気的にはオープンドレインで、SDA から VDD へ 1.8 kΩ (typ.) のプルアップ抵抗を必要とします (最大バス負荷静電容量が 200 pF の場合 )。

- SDA のアイドルステートは High です。- マスタの書き込みデータは、SCL の立ち上がりエッジでラッチされます。

- マスタの読み出しデータは SCL の立ち下がりエッジでラッチ出力されるため、直後の SCL High期間でデータは必ず有効です。

I2C のアドレス指定 :

MGC3X30 のデバイス ID の 7 ビットアドレスは、0x42(0b1000010) と 0x43 (0b1000011) のどちらかです(インターフェイス選択ピンの設定 (IS2+IS1)で決まる )。表 5-6 を参照してください。

I2C マスタのビット読み出しタイミング

マスタ読み出しでは、MGC3X30 から位置データ、ジェスチャレポート、コマンド応答を受信します。図 5-4 に、タイミング図を示します。

• アドレスビットは、SCL の立ち上がりエッジでMGC3X30 にラッチされます。

• データビットは、SCL の立ち上がりエッジでMGC3X30 からラッチ出力されます。

• ACK ビット :- MGC3X30 は 9 番目のクロックで ACK ビットを送信し、アドレスの肯定応答を返します。

- I2C マスタは 9 番目のクロックで ACK ビットを送信し、データの肯定応答を返します。

• MGC3X30がクロックストレッチによって I2Cマスタにクロック停止を要求している可能性があるため、I2Cマスタは次のクロックパルスをアサートする前にSCL ピンを監視する必要があります。

I2C 通信手順

1. SCL および SDA ラインが High( アイドル )。

2. I2CマスタがSDAをHighからLowへ駆動した後、SCL を High から Low へ駆動して MGC3X30 にスタートビットを送信する。

3. I2C マスタが SDA ラインで MGC3X30 に 7 ビットのアドレスを送信した後、8 番目のマスタクロック(SCL)サイクルの立ち上がりエッジでR/Wビット =1( 読み出しモード ) を送信する。

4. MGC3X30が自身のデバイス IDと受信したアドレスを比較する。アドレスが一致した場合、MGC3X30は SDA を Low に駆動した後、SCL を Low-High-Low に駆動してマスタにアドレスの肯定応答(ACK) を返す。

5. MGC3X30がSCLを Lowに保持するクロックストレッチを実行する事で、I2C マスタに待機を要求している可能性があるため、I2C マスタは SCL を監視する。

表 5-5: I2C のピンの説明

MGC3X30 のピン

多重化された機能

SCL マスタ I2C へのシリアルクロック

SDA マスタ I2C へのシリアルデータ

表 5-6: I2C のデバイス ID アドレス

7 ビットデバイス ID アドレス

A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

1 0 0 0 0 1 IS2

表 5-7: I2C デバイス書き込み ID アドレス(0x84 または 0x86)

I2C デバイス書き込み ID アドレス

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

1 0 0 0 0 1 IS2 0

表 5-8: I2C デバイス読み出し ID アドレス(0x85 または 0x87)

I2C デバイス読み出し ID アドレス

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

1 0 0 0 0 1 IS2 1


MGC3030/3130

6. MGC3X30がSDAに送信した8つのデータビットを、I2C マスタが 8 つの連続した I2C マスタクロック (SCL) サイクルで MSb から順に受信する。データはSCLの立ち下がりエッジでラッチ出力されるため、直後の SCL High 期間でデータが必ず有効になる。

7. データ転送が完了していない場合 :

- I2C マスタが SDA を Low に駆動した後、SCL をLow-High-Low に駆動して、8 つのデータビット受信に対する肯定応答 (ACK) を返す。

- 手順 5 に戻る。

8. データ転送が完了している場合 :

- I2C マスタが SDA を High に駆動した後、SCL をLow-High-Low に駆動して、8 つのデータビット受信およびデータ転送完了に対する肯定応答(ACK) を返す。

I2C マスタのビット書き込みタイミング

I2C マスタ書き込みでは、サポートされているコマンドを MGC3X30 に送信します。図 5-5 に、タイミング図を示します。

• アドレスビットは、SCL の立ち上がりエッジでMGC3X30 にラッチされる。

• データビットは、SCL の立ち上がりエッジでMGC3X30 にラッチされる。

• ACK ビット :- MGC3X30 は 9 番目のクロックで ACK ビットを送信し、アドレスの肯定応答を返す。

- I2C マスタは 9 番目のクロックで ACK ビットを送信し、データの肯定応答を返す。

• MGC3X30 がクロックストレッチによってマスタにクロック停止を要求している可能性があるため、マスタは次のクロックパルスをアサートする前にSCL ピンを監視する必要がある。

I2C 通信手順

1. SCL および SDA ラインが High( アイドル )。

2. I2CマスタがSDAをHighからLowへ駆動した後、SCL を High から Low へ駆動して MGC3X30 にスタートビットを送信する。

3. I2CマスタがSDAラインでMGC3X30に 7ビットのアドレスを送信した後、8 番目のマスタクロック(SCL)サイクルの立ち上がりエッジでR/Wビット = 0( 書き込みモード ) を送信する。

4. MGC3X30が自身のデバイス IDと受信したアドレスを比較する。アドレスが一致した場合、MGC3X30 は SDA を Low に駆動した後、SCL をLow-High-Low に駆動して I2C マスタにアドレスの肯定応答 (ACK) を返す。

5. MGC3X30がSCLを Lowに保持するクロックストレッチを実行する事で、I2C マスタに待機を要求している可能性があるため、I2C マスタは SCL を監視する。

6. I2C マスタが 8 つのマスタクロック (SCL) サイクルの立ち上がりエッジで8つのデータビットをMSbから順に SDA に送信し、MGC3X30 に送る。

7. MGC3X30 が SDA を Low に駆動した後、SCL をLow-High-Low に駆動して、8 つのデータビット受信に対する肯定応答 (ACK) を返す。

8. データ転送が完了していない場合、手順5に戻る。

9. マスタが SCL を Low から High に駆動した後、SDA を Low から High に駆動して、MGC3X30 にストップビットを送信する。

5.5.2 転送ステータスライン

MGC3X30 には、データ転送ステータス機能を備えた専用の転送ステータス (TS) ラインが必要です。このラインはデータフローを制御するために、I2C のマスタとスレーブの両方が利用します。

TS(転送ステータス ) ラインは電気的にはオープンドレインであり、TS から VDD に 10 k (typ.) のプルアップ抵抗が必要です。TS のアイドルステートは High です。

MGC3X30 (I2C スレーブ ) は、転送可能なデータが存在する事をホストコントローラ (I2C マスタ ) に知らせるのにこのラインを使います。ホストコントローラは TS ラインを使ってデータが転送中である事を示し、MGC3X30 がデータバッファを更新するのを防ぎます。

表 5-9 に、通信の各種状態における TS ラインの使い方を示します。


MGC3030/3130

MGC3X30 は、両方のチップが TS を解放した時のみI2C バッファを更新できます。また、データ転送を開始できるのは、MGC3X30 が TS を Low にプルダウンした時だけです。

この手順によって、以下を確実にできます。

• 新しいセンサデータが利用可能になった時、必ずホストに通知される

• データが I2Cバスに送信される前に、必ずMGC3X30のバッファ更新が完了している

図 5-3 に、通信プロトコルの全体を示します。

図 5-3: MGC3X30 の通信プロトコル

標準の I2C インターフェイスに加えて、MGC3X30 とホストコントローラ間の通信には転送ステータスの適切な処理が必要です。

表 5-9: 転送ステータスラインの使い方

MGC3X30 ホストコントローラ TS ラインステータス

解放 (H) 解放 (H) High ホストがデータ読み出しを完了した ( 転送終了 )。これ以上ホストに転送するデータはない。MGC3X30 はデータバッファを更新できる。

アサート (L) 解放 (H) Low MGC3X30 に送信可能なデータが存在するが、ホストは読み出しを開始していない。ホストがビジーで次のデータ更新まで (5 ms) に読み出しを開始しなかった場合、MGC3X30 はデータバッファの更新中に TS ラインを High にアサートする。

アサート (L) アサート (L) Low ホストが読み出しを開始している。MGC3X30 のデータバッファは転送が終了する ( ホストが TS を High に解放する ) まで更新されない。

解放 (H) アサート (L) Low MGC3X30 は、データバッファを更新できる状態にあるが、ホストが依然として前のデータを読み出し中である。MGC3X30 は、ホストが TS を High に解放した時点でデータを更新できるようになる。

Transfer Status(TS)

I2CTM Bus MGC3130 Related Transfer MGC3130 Related Transfer

TS line pulled low by master when transfer

is started

TS line released by master and

MGC3130 when transfer is finished

TS line pulled by MGC3130 to request a data transfer

MGC3130 buffer can be updated

Non MGC3130 related transfer or Bus Idle

TS line pulled low by master

when transfer is started

MGC3130 buffer can be updated

TS line pulled by MGC3130 to request a data transfer

TS line released by master and

MGC3130 when transfer is finished

Note 1: I2Cデータ送信後のストップ条件は、データ転送の完了後にホストコントローラ(I2C マスタ ) で生成されます。従って、メッセージヘッダ内のバイト数 ( サイズフィールド )を確認する事を推奨します。

2: 転送ステータスが必要となるのは、MGC3X30 からホストコントローラへのデータ転送時のみです。MGC3X30 への書き込みには追加のTS信号は不要です。


2013

-2015 Microchip T

echnology Inc.

Ad

vance In

form

ation

DS

40001667D

_JP - p.33

MG

C3030/3130

図

図

3 4 5 6 7 8 9

D5 D4 D3 D2 D1 D0

ACKData

Data Bits Valid OutP

Stop Bit

S

S

3 4 5 6 7 8 9

5 D4 D3 D2 D1 D0

ACKData

Data Bits Valid OutP

Stop Bit

SD

SC

5-4: I2C マスタのビット読み出しタイミング図

5-5: I2C マスタのビット書き込みタイミング図

31 2 4 5 6 7 8 9 31 2 4 5 6 7 8 9 1 2

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6

Address R/W ACK ACKData

Address Bits Latched in Data Bits Valid Out

SCL may be stretched SCL may be stretched

S

Start Bit

DA

CL

31 2 4 5 6 7 8 9 31 2 4 5 6 7 8 9 1 2

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D

Address R/W ACK ACKData

Address Bits Latched in Data Bits Valid Out

SCL may be stretched SCL may be stretched

S

Start Bit

A

L

MGC3030/3130

6.0 アプリケーションアーキテクチャ

MGC3X30 の標準実装はシングルゾーン設計です。この設計は、アプリケーションホストに I2C で接続した 1 個の MGC3X30 を基本とし、MGC3X30 をスレーブに、アプリケーションホストをマスタに設定します。I2Cインターフェイスには合計 3 本のラインが必要です( 図 6-1 参照 )。

I2C 通信におけるデータ転送とフロー制御の方法は以下の通りです。

• SDA • SCL• EIO0( 転送ステータスライン ) をトグルする事で

新しいデータが利用可能になった事を示し、ホストがデータ読み出しを既に開始しているかどうかを確認する。

図 6-1: 応用回路

6.1 静電気放電に関する注意点

MGC3X30 は、最大 2 kV (HBM) の静電気放電 (ESD)から保護されています。それ以上の ESD 保護が必要な場合、要件に応じて個別に対策を実装する必要があります。

6.2 電源ノイズに関する注意点

リファレンスデザインの回路図は、MGC3X30 のフィルタコンデンサを含んでいます ( 図 6-2 参照 )。

6.3 放射高周波ノイズ

高周波信号の放射を抑制するため、5 つの Rx チャンネルは MGC3X30 のできるだけ近くに配置した直列10 k 抵抗を介して電極に接続します。この 10 k 抵抗と MGC3X30 の入力静電容量が、コーナー周波数3 MHz のローパスフィルタを構成します。

TxチャンネルへのRF雑音の結合を抑制するため、フェライトビーズを追加する事を推奨します (例 : 600 @100 MHz)。

6.4 リファレンス回路図(3.3 V VDD 3.465 V)

図 6-2 に、MGC3X30 のリファレンス応用回路図を示します。

MGC3x30 Host

Controller

SDA0SCL0

EIO0

MCLR

SDASCL

GPIO

GPIO

SDASCL

TS

Vcc

1.8k

Ω

10kΩ

1.8k

Ω

MCLR

10kΩ

X


MGC3030/3130

図 6-2: MGC3X30 のリファレンス回路図

MGC3X30

VDD

VSS1

VSS3VDD

100

nF

4.7

μF

4.7

μF

IS2

MCLR

SI0

SI1

EIO0SDA

SCL

GPIO/IRQ

HOST

VDD

1.8

k

1.8

k

RESET

10k

VDD

TXD

RX0

RX1

RX2

RX3

RX4

VDD

VIN

DS

VCAP

S

VCAP

A

VCAP

D

EXP1

VSS1

NC

NCNC

VSS2

EIO

7

EIO

1

EIO

6

NC

North Electrode

South Electrode

EastElectrode

WestElectrode

Center Electrode

IS1

IS2

R9 (10 k )

C1

C3

C2

R1

R2

R3

10k

10k

10k

10k

IS1

IS2

VDD VDD

R6

R8

R5

(n.p

)

R7

(n.p

)

R10 (10 k )

R11 (10 k )

R12 (10 k )

R13 (10 k )

VDD10k

R4

EIO

2

EIO

3

n.p: not populated

Gesture Port

EIO

7

EIO

1

EIO

6

EIO

2

EIO

3Inte

rfac

eSe

lect

ion

1 Exposed Pad on QFNhousing only (MGC3130)

NOTE: R5 and R7 are not populatedNOTE: R5 と R7 は未実装です。


MGC3030/3130

6.5 推奨レイアウト

このセクションでは、システムを適切に設計するための推奨レイアウトについて簡単に説明します。

MGC3X30 の PCB レイアウトでは、一般的なミクストシグナル設計と同様の注意が必要です。また、センサ信号と電極の配線についても注意が必要です。

デバイスと電極をなるべく近づけ、配線の長さをできるだけ短くします。また、システム内で EMI 源または熱源の近くに MGC3X30 を配置する事は避けます。

クロストークを最小限に抑えるため、PCB レイアウトの段階でアナログ信号とデジタル信号の距離を離します。

各電極の配線同士はなるべく離します。

VDD ラインはなるべく幅を広くします。

MGC3X30 は、露出パッド ( ピン 29) を含む全ての VSS

ピンを正しくグランドに接続する必要があります。

表 6-1: 部品表 (BOM)

ラベル数量値説明

R1, R4, R5, R6, R7, R8 3 10 k 厚膜抵抗 10 kC1 1 100 nF セラミックコンデンサ、0.1 µF、10%、6.3 V

C2 1 4.7 µF セラミックコンデンサ、4.7 µF、10%、6.3 V

C3 1 4.7 µF セラミックコンデンサ、4.7 µF、10%、6.3 V

R2, R3 2 1.8 k 厚膜抵抗 1.8 k

R9, R10, R11, R12, R13 5 10 k 厚膜抵抗 10 k


MGC3030/3130

7.0 開発サポート

Microchip 社は、MGC3X30 向けに以下のソフトウェア/ ハードウェア開発ツールを提供しています。

• ソフトウェア :- Aurea ソフトウェアパッケージ - MGC3030/3130 ソフトウェア開発キット - MGC3030/3130 ホストリファレンスコード

• 回路図 :- GestIC® ハードウェアリファレンス

• 評価用キット、開発キット :- MGC3130 Hillstar 開発キット (DM160218)- MGC3030 Woodstar 開発キット (DM160226)

7.1 Aurea ソフトウェアパッケージ

Aurea評価用ソフトウェアでは、Microchip社のGestICテクノロジとそのアプリケーションをお試し頂けます。Aurea は MGC3X30 が生成するデータを視覚化し、GestIC ライブラリの制御および設定パラメータへのアクセスを提供します。

以下の機能を備えています。

• 手の位置とユーザジェスチャの視覚化

• センサデータの視覚化

• センサ機能のリアルタイム制御

• MGC3X30 GestIC ライブラリの更新

• アナログフロントエンドのパラメータ設定

• Colibri のパラメータ設定

• 電極静電容量の計測

• センサ値の記録と保存

7.2 MGC3030/3130 ソフトウェア開発キット

Microchip 社はソフトウェア開発キットに標準的なC リファレンスコードを添付しています。このコードを使うと、MGC3X30 ソリューションをターゲットアプリケーションに容易に組み込む事ができます。

7.3 MGC3030/3130 PIC18 ホストリファレンスコード

Microchip 社は GestIC ライブラリの I2C コードおよび基本的なメッセージデコードを始めとする、PIC18F14K50 向けリファレンスコードを提供しています。

7.4 GestIC ハードウェアリファレンス

GestICハードウェアリファレンスパッケージはMGC開発キット (Hillstar、Woodstar) 用 PCB レイアウト( ガーバーファイル ) と両キットに対応する電極のリファレンスデザイン集を収めています。さらに、組み込みまたはPCベースアプリケーション用のシステムデモ、パラメータファイル、ホストコードも収めています。新規設計も、利用可能になり次第パッケージに追加します。GestIC ハードウェアリファレンスパッケージは Microchip 社のウェブページ(www.microchip.com/GestICResources) からダウンロードできます。


http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/gestic/home.html?tab=t2

MGC3030/3130

7.5 評価用キットとデモキット

アプリケーションを短期間で開発して頂けるように各種デモ、開発、評価用ボードを提供しています。デモボードと開発ボードは教材として、カスタム回路の試作用として、また各種 GestIC MGC3130 アプリケーションの学習用として利用できます。

MGC3130 初の開発ボードは Hillstar 開発キットです。このキットは、Microchip 社の MGC3130 3D 位置追跡およびジェスチャコントローラをお客様のアプリケーションに簡単に組み込めるように設計されています。MGC3130 システムのハードウェアモジュールと、お客様が独自の GestIC システムを開発する際に使える一連の電極リファレンスデザインを提供します。Aurea 視覚化および制御ソフトウェアは Hillstar 開発キットをサポートし、お客様のアプリケーションのパラメータ設定を容易にします。

開発プラットフォームとして Woodstar 開発キットを使うと、Microchip 社の MGC3030 を容易に組み込む事ができます。MGC3030 システムのハードウェアモジュールと、お客様が独自の GestIC システムを開発する際に使える一連の電極リファレンスデザインを提供します。Aurea 視覚化および制御ソフトウェアはWoodstar 開発キットをサポートし、お客様のアプリケーションのパラメータ設定を容易にします。

Woodstar と Hillstar のインターフェイスは共通です( ハードウェア、ソフトウェア共 )。電極、I2C - USB間のブリッジは、Aurea ソフトウェアと同様 Hillstar とWoodstar の両方の開発キットに使えます。

デモ、開発、評価用キットの一覧は、Microchip 社のウェブページ (http://www.microchip.com/GestICGettingStarted) を参照してください。

7.6 GestIC ライブラリの更新

MGC3X30 はライブラリローダ ( ブートローダ ) のみを内蔵しています。GestIC ライブラリ自体は内蔵していません。このライブラリローダにはI2Cインターフェイスとデバイスプログラミング動作機能が含まれているため、MGC3X30 のフラッシュメモリに GestICライブラリをアップロードできます。

最新の GestIC ライブラリは、GestIC のウェブページからダウンロードできる「Aurea ソフトウェアパッケージ」に含まれています。

MGC3X30 にライブラリをアップロードするには以下の方法があります。

1. Aurea ソフトウェアによるアップロード : Aureaソフトウェアを使って更新を実行します。この場合、Aurea ソフトウェアがインストールされているPC との USB 接続が必要です ( 例 : Hillstar またはWoodstar開発キットの I2C - USBブリッジを使用 )。詳細は『Aurea Graphical User Interface』(DS40001681)、『MGC3130 Hillstar DevelopmentKit User’s Guide』(DS40001721)、『MGC3030Woodstar Development Kit User’s Guide』(DS40001777) を参照してください。

2. 組み込みホストコントローラによるアップロード :この方法では、GestIC の I2C コマンドでアップロードを実行する組み込みホストコントローラが必要です。この場合、GestIC ライブラリはホストのメモリに保存しておきます。詳細は『MGC3030/3130 GestIC Library Interface Description』(DS40001718) を参照してください。

3. あらかじめプログラミング済みのMGC3X30製品は、Microchip 社プログラミングセンターを通じてご注文頂けます。詳細はwww.microchipdirect.com/programming/を参照してください。

4. QTP (Quick Turn Programming): プログラミング済み製品をご希望の場合、Microchip 社販売代理店にお問い合わせください。


http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/gestic/gettingstarted.html

http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/gestic/gettingstarted.html


MGC3030/3130

8.0 電気的仕様

8.1 絶対最大定格 (†)

通電中の周囲温度 ................................................................................................................................. -20 ～ +85

保管温度............................................................................................................................................... -55 ～ +125

VSS を基準とする各ピンの電圧

VDD ピン................................................................................................................................ -0.3 ～ +3.465 V

その他全てのピン......................................................................................................... -0.3 V ～ (VDD + 0.3 V)

† 注意 : 上記の「絶対最大定格」を超えるストレスを加えると、デバイスに修復不能な損傷を与える可能性があります。これはストレス定格です。本書の動作表に示す条件外でのデバイス運用は想定していません。長期間にわたる最大定格条件での動作と保管は、デバイスの信頼性に影響する可能性があります。

† 注意 : 本デバイスは ESD による損傷を受ける恐れがあるため、適切な取り扱いが必要です。アプリケーションにおいて本デバイスの取り扱いと保護が適切でない場合、デバイスの一部または全体が故障する可能性があります。

† 注意 : -20 の動作特性を評価していますが検査は実施していません。

MGC3030/3130

9.0 パッケージ情報

9.1 パッケージのマーキング情報

28 ピン QFN (5x5x0.9 mm) 例

PIN 1 PIN 1MGC3130MQ

13180173e

28 ピン SSOP (5.30 mm) 例

MGC3030SS

1318017

3e

凡例 : XX...X お客様固有情報Y 年コード ( 西暦の下 1 桁 )YY 年コード ( 西暦の下 2 桁 )WW 週コード (1 月 1 日の 1 週が「01」)NNN 英数字のトレーサビリティコードつや消し錫 (Sn) の使用を示す鉛フリーの JEDEC® マーク* 本パッケージは鉛フリーです。鉛フリー JEDEC マーク ( )

は外箱に表記しています。

Note: Microchip 社の製品番号が 1 行に収まりきらない場合は複数行を使います。この場合、お客様固有情報に使える文字数が制限されます。

3e

3e


MGC3030/3130

9.2 パッケージの詳細

以下に各パッケージの技術的詳細を記載します。

28 ピンプラスチッククワッドフラット、リードレスパッケージ (MQ) - 5x5x0.9 mm ボディ [QFN]

Microchip Technology Drawing C04-140B Sheet 1 of 2

Note: 最新のパッケージ図面については、以下のウェブページにある「Microchip Packaging Specification (Microchip 社パッケージ仕様 )」を参照してください。 http://www.microchip.com/packaging


http://www.microchip.com/packaging

MGC3030/3130

28 ピンプラスチッククワッドフラット、リードレスパッケージ (MQ) - 5x5x0.9 mm ボディ [QFN]

Notes:

1. ピン 1 のビジュアルインデックスの場所にはばらつきがありますが、必ず斜線部分内にあります。

2. パッケージはダイサーで個片化されています。

3. 寸法と許容誤差は ASME Y14.5M に準拠しています。

BSC: 基本寸法、理論的に正確な値、許容誤差なしで表示

REF: 参考寸法、通常は許容誤差を含まない、情報としてのみ提示される値

Microchip Technology Drawing C04-140B Sheet 2 of 2


単位ミリメートル

寸法 MIN NOM MAX

ピン数 N 28

ピッチ e 0.50 BSC

全高 A 0.80 0.90 1.00

スタンドオフ A1 0.00 0.02 0.05

コンタクト厚 A3 0.20 REF

全幅 E 5.00 BSC

露出パッド幅 E2 3.15 3.25 3.35

全長 D 5.00 BSC

露出パッド長 D2 3.15 3.25 3.35

コンタクト幅 b 0.18 0.25 0.30

コンタクト長 L 0.35 0.40 0.45

コンタクト - 露出パッド間距離 K 0.20 - -



MGC3030/3130

28 ピンプラスチッククワッドフラット、リードレスパッケージ (MQ) - 5x5 mm ボディ [QFN]のランドパターンコンタクト長 0.55 mm

Notes:



Microchip Technology Drawing C04-2140A



寸法 MIN NOM MAX

コンタクトピッチ E 0.50 BSC

オプションのセンターパッド幅 W2 3.35

オプションのセンターパッド長 T2 3.35

コンタクトパッド間隔 C1 4.90

コンタクトパッド間隔 C2 4.90

コンタクトパッド幅 (X28) X1 0.30

コンタクトパッド長 (X28) Y1 0.85



MGC3030/3130

28 ピンプラスチックシュリンクスモールアウトライン (SS) - 5.30 mm ボディ [SSOP]

Notes:

1. ピン 1 のビジュアルインデックスの場所にはばらつきがありますが、必ず斜線部分内にあります。

2. D と E1 の寸法はバリを含みません。バリは側面から 0.20 mm を超えません。



REF: 参考寸法、通常は許容誤差を含まない、情報としてのみ提示される値


LL1

cA2

A1

A

EE1

D

N

1 2

NOTE 1b

e

φ


寸法 MIN NOM MAX

ピン数 N 28

ピッチ e 0.65 BSC

全高 A - - 2.00

モールドパッケージ厚 A2 1.65 1.75 1.85

スタンドオフ A1 0.05 - -

全幅 E 7.40 7.80 8.20

モールドパッケージ幅 E1 5.00 5.30 5.60

全長 D 9.90 10.20 10.50

足長 L 0.55 0.75 0.95

フットプリント L1 1.25 REF

ピン厚 c 0.09 - 0.25

足角 0° 4° 8°

ピン幅 b 0.22 - 0.38



MGC3030/3130

Microchip Technology Drawing C04-073B

28 ピンプラスチックシュリンクスモールアウトライン (SS) - 5.30 mm ボディ [SSOP]

Notes:



Microchip Technology Drawing No. C04-2073A



寸法 MIN NOM MAX

コンタクトピッチ E 0.65 BSC

コンタクトパッド間隔 C 7.20

コンタクトパッド幅 (X28) X1 0.45

コンタクトパッド長 (X28) Y1 1.75

パッド間距離 G 0.20



MGC3030/3130


補遺 A: データシートの改訂履歴

リビジョン A (2012 年 11 月 )

本書は初版です。

リビジョン B (2013 年 08 月 )

「低消費電力機能」のセクションを更新しました。表 1を更新しました。セクション 2「機能の説明」を更新しました。セクション 4.2.2 を更新しました。図 4-4、4-5、4-6 を更新しました。式 4-1、表 4-1 を更新しました。図 4-9、5-1、5-2 を更新しました。セクション 6「インターフェイスの説明」を更新しました。図 7-1、7-2を更新しました。セクション 7-3「放射高周波ノイズ」を追加しました。表 7-1、7-2 を更新しました。セクション 8「開発サポート」を更新しました。「パッケージ情報」のセクションを更新しました。その他、細部に修正を加えました。

リビジョン C (2013 年 11 月 )

図 1、表 1 を更新しました。セクション 2「機能の説明」を更新しました。セクション 4「機能ブロックの詳細」を更新しました。セクション 6「インターフェイスの説明」を更新しました。図 7-1、7-2 を更新しました。セクション 8「開発サポート」を更新しました。その他、細部に修正を加えました。

リビジョン D (2015 年 1 月 )

「パッケージのマーキング情報」のセクションを更新しました。セクション 6.6.1、5.1、4.5、8.5、8.6、4.2を更新しました。図 2-2、4-9、4-10、6-1、6-2、7-1を更新しました。その他、細部に修正を加えました。


MGC3030/3130

Microchip 社のウェブサイト

Microchip 社は自社が運営するウェブサイト(www.microchip.com) を通してオンラインサポートを提供しています。当ウェブサイトでは、お客様に役立つ情報とファイルを簡単に見つけ出せます。一般的なインターネットブラウザから以下の内容がご覧になれます。

• 製品サポート – データシートとエラッタ、アプリケーションノート、サンプルコード、設計リソース、ユーザガイドとハードウェアサポート文書、最新ソフトウェアリリース、ソフトウェアアーカイブ

• 一般的技術サポート – よく寄せられる質問 (FAQ)、技術サポートのご依頼、オンラインディスカッショングループ、Microchip 社のコンサルタントプログラムとメンバーリスト

• ご注文とお問い合わせ – 製品セレクタと注文ガイド、最新プレスリリース、セミナー / イベントの一覧、お問い合わせ先 ( 営業所 / 販売代理店 ) の一覧

顧客変更通知サービス

Microchip 社の顧客変更通知サービスは、お客様にMicrochip社製品の最新情報をお届けするサービスです。ご興味のある製品ファミリまたは開発ツールに関する変更、更新、リビジョン、エラッタ情報をいち早くメールにてお知らせします。

当サービスをご希望のお客様は、Microchip 社ウェブサイト (www.microchip.com) でご登録ください。[ サポート ] → [ お客様向け変更通知 ] をクリックし、画面の指示に従ってください。

お客様サポート

Microchip 社製品をお使いのお客様は、以下のチャンネルからサポートをご利用になれます。

• 販売代理店

• 弊社営業所

• 技術サポート

サポートについては販売代理店にお問い合わせください。各地の営業所もご利用になれます。本書の最後のページには各国の営業所の一覧を記載しています。

技術サポートは以下のウェブページからもご利用になれます。http://www.microchip.com/support







MGC3030/3130


製品識別システム

ご注文や製品の価格、納期につきましては、弊社または販売代理店にお問い合わせください。

製品番号 X /XX XXX

パターンパッケージ温度レンジデバイス

デバイス : MGC3030,MGC3130

テープ & リールオプション :

ブランク = 標準パッケージ (チューブまたはトレイ ) T = テープ & リール (1)

温度レンジ : I = -40 ～ +85 ( 産業用温度レンジ )

パッケージ :(2) MQ = QFNSS = SSOP

パターン : QTP、SQTP、その他のコード ( あるいは空白のまま )

例 :

a) MGC3130 - I/MQ 産業用温度レンジ、QFN パッケージ

Note 1: テープ＆リールの識別情報は、カタログの製品番号説明にのみ記載されています。これは製品の注文時に使う識別情報であり、デバイスのパッケージには印刷されていません。テープ & リールが選択できるパッケージの在庫 / 供給状況は、弊社または代理店、営業所までお問い合わせください。

2: その他の小型パッケージの販売状況とマーキング情報については、www.microchip.com/packaging をご覧になるか、弊社または代理店、営業所までお問い合わせください。

[X](1)

テープ & リールオプション

-


Microchip 社製デバイスのコード保護機能に関して以下の点にご注意ください。

• Microchip 社製品は、該当する Microchip 社データシートに記載の仕様を満たしています。

• Microchip 社では、通常の条件ならびに仕様に従って使用した場合、Microchip 社製品のセキュリティレベルは、現在市場に

流通している同種製品の中でも最も高度であると考えています。

• しかし、コード保護機能を解除するための不正かつ違法な方法が存在する事もまた事実です。弊社の理解では、こうした手法

は Microchip 社データシートにある動作仕様書以外の方法で Microchip 社製品を使用する事になります。このような行為は知

的所有権の侵害に該当する可能性が非常に高いと言えます。

• Microchip 社は、コードの保全性に懸念を抱いているお客様と連携し、対応策に取り組んでいきます。

• Microchip 社を含む全ての半導体メーカーで、自社のコードのセキュリティを完全に保証できる企業はありません。コード保

護機能とは、Microchip 社が製品を「解読不能」として保証するものではありません。

コード保護機能は常に進歩しています。Microchip 社では、常に製品のコード保護機能の改善に取り組んでいます。Microchip 社の

コード保護機能の侵害は、デジタルミレニアム著作権法に違反します。そのような行為によってソフトウェアまたはその他の著作

物に不正なアクセスを受けた場合、デジタルミレニアム著作権法の定めるところにより損害賠償訴訟を起こす権利があります。

本書に記載されているデバイスアプリケーション等に関する

情報は、ユーザの便宜のためにのみ提供されているものであ

り、更新によって無効とされる事があります。お客様のアプ

リケーションが仕様を満たす事を保証する責任は、お客様に

あります。Microchip 社は、明示的、暗黙的、書面、口頭、法

定のいずれであるかを問わず、本書に記載されている情報に

関して、状態、品質、性能、商品性、特定目的への適合性を

はじめとする、いかなる類の表明も保証も行いません。

Microchip 社は、本書の情報およびその使用に起因する一切の

責任を否認します。生命維持装置あるいは生命安全用途に

Microchip 社の製品を使用する事は全て購入者のリスクとし、

また購入者はこれによって発生したあらゆる損害、クレーム、

訴訟、費用に関して、Microchip 社は擁護され、免責され、損

害を受けない事に同意するものとします。暗黙的あるいは明

示的を問わず、Microchip 社が知的財産権を保有しているライ

センスは一切譲渡されません。

2013-2015 Microchip Technology Inc. Advance Info

商標

Microchip 社の名称とロゴ、Microchipロゴ、dsPIC、FlashFlex、KEELOQ、KEELOQ ロゴ、MPLAB、PIC、PICmicro、PICSTART、PIC32 ロゴ、rfPIC、SST、SST ロゴ、SuperFlash、UNI/O は、米

国およびその他の国におけるMicrochip Technology Incorporatedの登録商標です。

FilterLab、Hampshire、HI-TECH C、Linear Active Thermistor、MTP、SEEVAL、Embedded Control Solutions Company は、

米国におけるMicrochip Technology Incorporatedの登録商標

です。

Silicon Storage Technology は、他の国における Microchip Technology Inc. の登録商標です。

Analog-for-the-Digital Age、Application Maestro、BodyCom、

chipKIT、chipKIT ロゴ、CodeGuard、dsPICDEM、dsPICDEM.net、dsPICworks、dsSPEAK、ECAN、ECONOMONITOR、

FanSense、HI-TIDE、In-Circuit Serial Programming、ICSP、Mindi、MiWi、MPASM、MPF、MPLAB Certified ロゴ、MPLIB、MPLINK、mTouch、Omniscient Code Generation、PICC、

PICC-18、PICDEM、PICDEM.net、PICkit、PICtail、REAL ICE、rfLAB、Select Mode、SQl、Serial Quad I/O、Total Endurance、TSHARC、UniWinDriver、WiperLock、ZENA および Z-Scaleは、米国およびその他の Microchip Technology Incorporatedの商標です。

SQTP は、米国における Microchip Technology Incorporatedのサービスマークです。

GestIC および ULPP は、Microchip Technology Inc. の子会社

である Microchip Technology Germany II GmbH & Co. & KG 社

の他の国における登録商標です。

その他本書に記載されている商標は各社に帰属します。

© 2013-2015, Microchip Technology Incorporated, All Rights Reserved.

ISBN: 978-1-63277-299-2

rmation DS40001667D_JP - p.49

Microchip 社では、Chandler および Tempe ( アリゾナ州 )、Gresham ( オレゴン州 ) の本部、設計部およびウェハー製造工場そしてカリフォルニア州とインドのデザインセンターが ISO/TS-16949:2009 認証を取得しています。Microchip 社の品質システムプロセスおよび手順は、PIC® MCU および dsPIC® DSC、KEELOQ® コードホッピングデバイス、シリアル EEPROM、マイクロペリフェラル、不揮発性メモリ、アナログ製品に採用されています。さらに、開発システムの設計と製造に関する Microchip 社の品質システムは ISO 9001:2000 認証を取得しています。


北米本社2355 West Chandler Blvd.Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200 Fax: 480-792-7277技術サポート : http://www.microchip.com/supportURL: www.microchip.com

アトランタDuluth, GA Tel: 678-957-9614 Fax: 678-957-1455

オースティン、TXTel: 512-257-3370

ボストンWestborough, MATel: 774-760-0087 Fax: 774-760-0088

シカゴItasca, ILTel: 630-285-0071 Fax: 630-285-0075

クリーブランドIndependence, OHTel: 216-447-0464Fax: 216-447-0643

ダラスAddison, TXTel: 972-818-7423 Fax: 972-818-2924

デトロイトNovi, MI Tel: 248-848-4000

ヒューストン、TXTel: 281-894-5983

インディアナポリスNoblesville, INTel: 317-773-8323Fax: 317-773-5453

ロサンゼルスMission Viejo, CATel: 949-462-9523 Fax: 949-462-9608

ニューヨーク、NY Tel: 631-435-6000

サンノゼ、CATel: 408-735-9110

カナダ - トロント

Tel: 905-673-0699 Fax: 905-673-6509

アジア / 太平洋アジア太平洋支社Suites 3707-14, 37th FloorTower 6, The GatewayHarbour City, KowloonHong KongTel: 852-2943-5100Fax: 852-2401-3431

オーストラリア - シドニー

Tel: 61-2-9868-6733Fax: 61-2-9868-6755

中国 - 北京

Tel: 86-10-8569-7000Fax: 86-10-8528-2104

中国 - 成都

Tel: 86-28-8665-5511Fax: 86-28-8665-7889

中国 - 重慶

Tel: 86-23-8980-9588Fax: 86-23-8980-9500

中国 - 杭州

Tel: 86-571-8792-8115Fax: 86-571-8792-8116

中国 - 香港 SARTel: 852-2943-5100 Fax: 852-2401-3431

中国 - 南京

Tel: 86-25-8473-2460Fax: 86-25-8473-2470

中国 - 青島

Tel: 86-532-8502-7355Fax: 86-532-8502-7205

中国 - 上海

Tel: 86-21-5407-5533Fax: 86-21-5407-5066

中国 - 瀋陽

Tel: 86-24-2334-2829Fax: 86-24-2334-2393

中国 - 深圳

Tel: 86-755-8864-2200 Fax: 86-755-8203-1760

中国 - 武漢

Tel: 86-27-5980-5300Fax: 86-27-5980-5118

中国 - 西安

Tel: 86-29-8833-7252Fax: 86-29-8833-7256

中国 - 厦門

Tel: 86-592-2388138 Fax: 86-592-2388130

中国 - 珠海

Tel: 86-756-3210040 Fax: 86-756-3210049

アジア / 太平洋インド - バンガロール

Tel: 91-80-3090-4444 Fax: 91-80-3090-4123

インド - ニューデリー

Tel: 91-11-4160-8631Fax: 91-11-4160-8632

インド - プネ

Tel: 91-20-3019-1500

日本 - 大阪

Tel: 81-6-6152-7160Fax: 81-6-6152-9310

日本 - 東京

Tel: 81-3-6880-3770 Fax: 81-3-6880-3771

韓国 - 大邱

Tel: 82-53-744-4301Fax: 82-53-744-4302

韓国 - ソウル

Tel: 82-2-554-7200Fax: 82-2-558-5932 または

82-2-558-5934

マレーシア - クアラルンプール

Tel: 60-3-6201-9857Fax: 60-3-6201-9859

マレーシア - ペナン

Tel: 60-4-227-8870Fax: 60-4-227-4068

フィリピン - マニラ

Tel: 63-2-634-9065Fax: 63-2-634-9069

シンガポールTel: 65-6334-8870Fax: 65-6334-8850

台湾 - 新竹

Tel: 886-3-5778-366Fax: 886-3-5770-955

台湾 - 高雄

Tel: 886-7-213-7830

台湾 - 台北

Tel: 886-2-2508-8600 Fax: 886-2-2508-0102

タイ - バンコク

Tel: 66-2-694-1351Fax: 66-2-694-1350

ヨーロッパオーストリア - ヴェルス

Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393

デンマーク - コペンハーゲン

Tel: 45-4450-2828 Fax: 45-4485-2829

フランス - パリ

Tel: 33-1-69-53-63-20 Fax: 33-1-69-30-90-79

ドイツ - デュッセルドルフ

Tel: 49-2129-3766400

ドイツ - ミュンヘン

Tel: 49-89-627-144-0 Fax: 49-89-627-144-44

ドイツ - プフォルツハイム

Tel: 49-7231-424750

イタリア - ミラノ Tel: 39-0331-742611 Fax: 39-0331-466781

イタリア - ヴェニス

Tel: 39-049-7625286

オランダ - ドリューネン

Tel: 31-416-690399 Fax: 31-416-690340

ポーランド - ワルシャワ

Tel: 48-22-3325737

スペイン - マドリッド

Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91

スウェーデン - ストックホルム

Tel: 46-8-5090-4654

イギリス - ウォーキンガム

Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820

各国の営業所とサービス

03/25/14

http://www.microchip.com/support


Documents

Microchip Technology - MGC3030/3130 3D Tracking …ww1.microchip.com/downloads/jp/DeviceDoc/40001667D_JP.pdf2013-2015 Microchip Technology Inc. Advance Information DS40001667D_JP -