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this is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. details are subject to change without notice. february 2016 docid028165 rev 2 1/113 LSM6DSM inemo inertial module: always-on 3d accelerometer and 3d gyroscope datasheet - preliminary data features ? power consumption: 0.4 ma in combo normal mode and 0.65 ma in combo high-performance mode ? ?always-on? experience with low power consumption for both accelerometer and gyroscope ? smart fifo up to 4 kbyte based on features set ? compliant with android k, l, and m ? hard, soft ironing for external magnetic sensor corrections ? 2/4/8/16 g full scale ? 125/245/500/1000/2000 dps full scale ? analog supply voltage: 1.71 v to 3.6 v ? independent ios supply (1.62 v) ? compact footprint, 2.5 mm x 3 mm x 0.83 mm ? spi & i 2 c serial interface with main processor data synchronization feature ? dedicated gyroscope low-pass filters for ui and ois applications ? auxiliary dedicated spi for ois data output ? pedometer, step detector and step counter ? significant motion and tilt function ? standard interrupts: free-fall, wakeup, 6d/4d orientation, click and double-click ? embedded temperature sensor ? ecopack ? , rohs and ?green? compliant applications ? motion tracking and gesture detection ? collecting sensor data ? indoor navigation ? iot and connected devices ? intelligent power saving for handheld devices ? eis and ois for camera applications ? vibration monitoring and compensation description the LSM6DSM is a system-in-package featuring a 3d digital accelerometer and a 3d digital gyroscope performing at 0.65 ma in high-performance mode and enabling always-on low-power features for an optimal motion experience for the consumer. the LSM6DSM supports main os requirements, offering real, virtual and batch sensors with 4 kbyte for dynamic data batching. st?s family of mems sensor modules leverages the robust and mature manufacturing processes already used for the production of micromachined accelerometers and gyroscopes. the various sensing elements are manufactured using specialized micromachining processes, while the ic interfaces are developed using cmos technology that allows the design of a dedicated circuit which is trimmed to better match the characteristics of the sensing element. the LSM6DSM has a full-scale acceleration range of 2/4/8/16 g and an angular rate range of 125/245/500/1000/2000 dps. the LSM6DSM fully supports eis and ois applications as the module includes a dedicated configurable signal processing path for ois and auxiliary dedicated low- pass filtering. high robustness to mechanical shock makes the LSM6DSM the preferred choice of system designers for the creation and manufacturing of reliable products. the LSM6DSM is available in a plastic land grid array (lga) package. lga-14l (2.5 x 3 x 0.83 mm) typ. table 1. device summary part number temp. range [c] package packing LSM6DSM -40 to +85 lga-14l (2.5x3x0.83mm) tray LSM6DSMtr -40 to +85 tape & reel www.st.com
contents LSM6DSM 2/113 docid028165 rev 2 contents 1 overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2 embedded low-power features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1 tilt detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.1 pin connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4 module specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.1 mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.2 electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4.3 temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.4 communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.4.1 spi - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.4.2 i 2 c - inter-ic control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.5 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.6 terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.6.1 sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.6.2 zero-g and zero-rate level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5 functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5.1 operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5.2 gyroscope power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5.3 accelerometer power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5.4 block diagram of filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5.4.1 block diagrams of the gyroscope filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5.4.2 block diagram of the accelerometer filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.5 fifo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.5.1 bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.5.2 fifo mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.5.3 continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.5.4 continuous-to-fifo mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.5.5 bypass-to-continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 docid028165 rev 2 3/113 LSM6DSM contents 113 5.5.6 fifo reading procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 6 digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.1 i 2 c/spi interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.2 master i 2 c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.3 auxiliary spi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6.4 i 2 c serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6.4.1 i 2 c operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6.5 spi bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 6.5.1 spi read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 6.5.2 spi write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 6.5.3 spi read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 7 application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 7.1 LSM6DSM electrical connections in mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 7.2 LSM6DSM electrical connections in mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7.3 LSM6DSM electrical connections in mode 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 8 auxiliary spi configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 9 register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 10 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 10.1 func_cfg_access (01h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 10.2 sensor_sync_time_frame (04h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 10.3 sensor_sync_res_ratio (05h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 10.4 fifo_ctrl1 (06h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 10.5 fifo_ctrl2 (07h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 10.6 fifo_ctrl3 (08h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 10.7 fifo_ctrl4 (09h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 10.8 fifo_ctrl5 (0ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 10.9 drdy_pulse_cfg (0bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 10.10 int1_ctrl (0dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 10.11 int2_ctrl (0eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 10.12 who_am_i (0fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 contents LSM6DSM 4/113 docid028165 rev 2 10.13 ctrl1_xl (10h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 10.14 ctrl2_g (11h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 10.15 ctrl3_c (12h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 10.16 ctrl4_c (13h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 10.17 ctrl5_c (14h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 10.18 ctrl6_c (15h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 10.19 ctrl7_g (16h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 10.20 ctrl8_xl (17h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 10.21 ctrl9_xl (18h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 10.22 ctrl10_c (19h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 10.23 master_config (1ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 10.24 wake_up_src (1bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 10.25 tap_src (1ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 10.26 d6d_src (1dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 10.27 status_reg/status_spiaux (1eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 10.28 out_temp_l (20h), out_temp_h (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 10.29 outx_l_g (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 10.30 outx_h_g (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 10.31 outy_l_g (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 10.32 outy_h_g (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 10.33 outz_l_g (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 10.34 outz_h_g (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 10.35 outx_l_xl (28h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 10.36 outx_h_xl (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 10.37 outy_l_xl (2ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 10.38 outy_h_xl (2bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 10.39 outz_l_xl (2ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 10.40 outz_h_xl (2dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 10.41 sensorhub1_reg (2eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 10.42 sensorhub2_reg (2fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 10.43 sensorhub3_reg (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 10.44 sensorhub4_reg (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 10.45 sensorhub5_reg (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 docid028165 rev 2 5/113 LSM6DSM contents 113 10.46 sensorhub6_reg (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 10.47 sensorhub7_reg (34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 10.48 sensorhub8_reg(35h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 10.49 sensorhub9_reg (36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 10.50 sensorhub10_reg (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 10.51 sensorhub11_reg (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 10.52 sensorhub12_reg (39h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 10.53 fifo_status1 (3ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 10.54 fifo_status2 (3bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 10.55 fifo_status3 (3ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 10.56 fifo_status4 (3dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 10.57 fifo_data_out_l (3eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 10.58 fifo_data_out_h (3fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 10.59 timestamp0_reg (40h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 10.60 timestamp1_reg (41h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 10.61 timestamp2_reg (42h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 10.62 step_timestamp_l (49h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 10.63 step_timestamp_h (4ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 10.64 step_counter_l (4bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 10.65 step_counter_h (4ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 10.66 sensorhub13_reg (4dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.67 sensorhub14_reg (4eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.68 sensorhub15_reg (4fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.69 sensorhub16_reg (50h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.70 sensorhub17_reg (51h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 10.71 sensorhub18_reg (52h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 10.72 func_src (53h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 10.73 tap_cfg (58h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 10.74 tap_ths_6d (59h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 10.75 int_dur2 (5ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 10.76 wake_up_ths (5bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 10.77 wake_up_dur (5ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 10.78 free_fall (5dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 contents LSM6DSM 6/113 docid028165 rev 2 10.79 md1_cfg (5eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 10.80 md2_cfg (5fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 10.81 master_cmd_code (60h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 10.82 sens_sync_spi_error_code (61h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 10.83 out_mag_raw_x_l (66h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 10.84 out_mag_raw_x_h (67h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 10.85 out_mag_raw_y_l (68h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 10.86 out_mag_raw_y_h (69h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 10.87 out_mag_raw_z_l (6ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 10.88 out_mag_raw_z_h (6bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 10.89 int_ois (6fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 10.90 ctrl_ois (70h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 10.91 ctrl2_ois (71h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 10.92 ctrl3_ois (72h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 10.93 x_ofs_usr (73h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 10.94 y_ofs_usr (74h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 10.95 z_ofs_usr (75h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 11 embedded functions register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 12 embedded functions registers description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 12.1 slv0_add (02h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 12.2 slv0_subadd (03h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 12.3 slave0_config (04h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 12.4 slv1_add (05h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 12.5 slv1_subadd (06h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 12.6 slave1_config (07h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 12.7 slv2_add (08h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 12.8 slv2_subadd (09h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 12.9 slave2_config (0ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 12.10 slv3_add (0bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 12.11 slv3_subadd (0ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 12.12 slave3_config (0dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 12.13 datawrite_src_mode_sub_slv0 (0eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 docid028165 rev 2 7/113 LSM6DSM contents 113 12.14 config_pedo_ths_min (0fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 12.15 sm_ths (13h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 12.16 pedo_deb_reg (14h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 12.17 step_count_delta (15h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 12.18 mag_si_xx (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 12.19 mag_si_xy (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 12.20 mag_si_xz (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 12.21 mag_si_yx (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 12.22 mag_si_yy (28h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 12.23 mag_si_yz (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 12.24 mag_si_zx (2ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 12.25 mag_si_zy (2bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 12.26 mag_si_zz (2ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 12.27 mag_offx_l (2dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 12.28 mag_offx_h (2eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 12.29 mag_offy_l (2fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 12.30 mag_offy_h (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 12.31 mag_offz_l (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 12.32 mag_offz_h (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 13 soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 14 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 14.1 lga-14l package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 14.2 lga-14 packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 15 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 list of tables LSM6DSM 8/113 docid028165 rev 2 list of tables table 1. device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 table 2. pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 table 3. mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 table 4. electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 table 5. temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 table 6. spi slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 table 7. i 2 c slave timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 table 8. absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 table 9. serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 table 10. master i 2 c pin details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 table 11. auxiliary spi pin details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 table 12. i 2 c terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 table 13. sad+read/write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 table 14. transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 table 15. transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 table 16. transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 39 table 17. transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 39 table 18. registers address map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 table 19. func_cfg_access register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 20. func_cfg_access register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 21. sensor_sync_time_frame register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 22. sensor_sync_time_frame register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 23. sensor_sync_res_ratio register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 24. sensor_sync_res_ratio register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 25. fifo_ctrl1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 26. fifo_ctrl1 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 27. fifo_ctrl2 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 28. fifo_ctrl2 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 29. fifo_ctrl3 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 30. fifo_ctrl3 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 31. gyro fifo decimation setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 32. accelerometer fifo decimation setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 33. fifo_ctrl4 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 table 34. fifo_ctrl4 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 table 35. fourth fifo data set decimation setting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 table 36. third fifo data set decimation setting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 6 table 37. fifo_ctrl5 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 table 38. fifo_ctrl5 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 table 39. fifo odr selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 table 40. fifo mode selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 table 41. drdy_pulse_cfg register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 42. drdy_pulse_cfg register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 43. int1_ctrl register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 44. int1_ctrl register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 table 45. int2_ctrl register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 table 46. int2_ctrl register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 table 47. who_am_i register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 table 48. ctrl1_xl register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 docid028165 rev 2 9/113 LSM6DSM list of tables 113 table 49. ctrl1_xl register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 table 50. accelerometer odr register setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 0 table 51. ctrl2_g register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 table 52. ctrl2_g register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 table 53. gyroscope odr configuration setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 table 54. ctrl3_c register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 table 55. ctrl3_c register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 table 56. ctrl4_c register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 57. ctrl4_c register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 58. ctrl5_c register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 59. ctrl5_c register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 60. output registers rounding pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 table 61. angular rate sensor self-test mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 table 62. linear acceleration sensor self-test mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 table 63. ctrl6_c register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 table 64. ctrl6_c register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 table 65. trigger mode selection . . . . . . . . . . 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102. outz_h_g register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 table 103. outx_l_xl register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 table 104. outx_l_xl register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 table 105. outx_h_xl register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 table 106. outx_h_xl register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 table 107. outy_l_xl register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 table 108. outy_l_xl register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 table 109. outy_h_g register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 table 110. outy_h_g register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 table 111. outz_l_xl register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 table 112. outz_l_xl register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 table 113. outz_h_xl register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 table 114. outz_h_xl register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 table 115. sensorhub1_reg register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 table 116. sensorhub1_reg register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 2. LSM6DSM connection modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 figure 3. spi slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 4. i 2 c slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 5. block diagram of filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 figure 6. gyroscope digital chain - mode 1 (ui/eis) and mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 figure 7. gyroscope digital chain - mode 3 (ois/eis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 figure 8. accelerometer chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 figure 9. accelerometer composite filter (for modes 1/2 and mode 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 figure 10. accelerometer composite filter (mode 3 only). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 figure 11. read and write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 figure 12. spi read protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 figure 13. multiple byte spi read protocol (2-byte example) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 figure 14. spi write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 figure 15. multiple byte spi write protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 figure 16. spi read protocol in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 figure 17. LSM6DSM electrical connections in mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 figure 18. LSM6DSM electrical connections in mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 figure 19. LSM6DSM electrical connections in mode 3 (auxiliary 3-wire spi) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 figure 20. LSM6DSM electrical connections in mode 3 (auxiliary 4-wire spi) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 figure 21. gyroscope chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 figure 22. lga-14l 2.5x3x0.86 mm package outline and mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 figure 23. carrier tape information for lga-14 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 figure 24. lga-14 package orientation in carrier tape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 figure 25. reel information for carrier tape of lga-14 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 docid028165 rev 2 15/113 LSM6DSM overview 113 1 overview the LSM6DSM is a system-in-package featuring a high-performance 3-axis digital accelerometer and 3-axis digital gyroscope. the integrated power-efficient modes are able to reduce the power consumption down to 0.65 ma in high-performance mode, combining always-on low-power features with superior sensing precision for an optimal motion experience for the consumer thanks to ultra-low noise performance for both the gyroscope and accelerometer. the LSM6DSM delivers best-in-class motion sensing that can detect orientation and gestures in order to empower application developers and consumers with features and capabilities that are more sophisticated than simply orienting their devices to portrait and landscape mode. the event-detection interrupts enable efficient and reliable motion tracking and contextual awareness, implementing hardware recognition of free-fall events, 6d orientation, click and double-click sensing, activity or inactivity, and wakeup events. the LSM6DSM supports main os requirements, offering real, virtual and batch mode sensors. in addition, the LSM6DSM can efficiently run the sensor-related features specified in android, saving power and enabling faster reaction time. in particular, the LSM6DSM has been designed to implement hardware features such as significant motion, tilt, pedometer functions, timestamping and to support the data acquisition of an external magnetometer with ironing correction (hard, soft). the LSM6DSM offers hardware flexibility to connect the pins with different mode connections to external sensors to expand functionalities such as adding a sensor hub, auxiliary spi, etc. up to 4 kbyte of fifo with dynamic allocation of significant data (i.e. external sensors, timestamp, etc.) allows overall power saving of the system. the LSM6DSM gyroscope fully supports ois/eis applications. the module can output ois data through a dedicated auxiliary spi and includes a dedicated configurable signal processing path for ois. ois data can be sent directly to the application processor for data processing. the gyroscope ui signal processing path is completely independent from that of the ois and is readable through fifo. like the entire portfolio of mems sensor modules, the LSM6DSM leverages the robust and mature in-house manufacturing processes already used for the production of micromachined accelerometers and gyroscopes. the various sensing elements are manufactured using specialized micromachining processes, while the ic interfaces are developed using cmos technology that allows the design of a dedicated circuit which is trimmed to better match the characteristics of the sensing element. the LSM6DSM is available in a small plastic land grid array (lga) package of 2.5 x 3.0 x 0.83 mm to address ultra-compact solutions. embedded low-power features LSM6DSM 16/113 docid028165 rev 2 2 embedded low-power features the LSM6DSM has been designed to be fully compliant with android, featuring the following on-chip functions: ? 4 kbyte data buffering ? 100% efficiency with flexible configurations and partitioning ? possibility to store timestamp ? event-detection interrupts (fully configurable): ? free-fall ? wakeup ? 6d orientation ? click and double-click sensing ? activity / inactivity recognition ? specific ip blocks with negligible power consumption and high-performance: ? pedometer functions: step detector and step counters ? tilt (android compliant, refer to section 2.1: tilt detection for additional info ? significant motion (android compliant) ? sensor hub ? up to 6 total sensors: 2 internal (accelerometer and gyroscope) and 4 external sensors ? data rate synchronization with external trigger for reduced sensor access and enhanced fusion 2.1 tilt detection the tilt function helps to detect activity change and has been implemented in hardware using only the accelerometer to achieve both the targets of ultra-low power consumption and robustness during the short duration of dynamic accelerations. it is based on a trigger of an event each time the device's tilt changes. for a more customized user experience, in the LSM6DSM the tilt function is configurable through: ? a programmable average window ? a programmable average threshold the tilt function can be used with different scenarios, for example: a) triggers when phone is in a front pants pocket and the user goes from sitting to standing or standing to sitting; b) doesn?t trigger when phone is in a front pants pocket and the user is walking, running or going upstairs. docid028165 rev 2 17/113 LSM6DSM pin description 113 3 pin description figure 1. pin connections y z y x pin description LSM6DSM 18/113 docid028165 rev 2 3.1 pin connections the LSM6DSM offers flexibility to connect the pins in order to have three different mode connections and functionalities. in detail: ? mode 1 : i 2 c slave interface or spi (3- and 4-wire) serial interface is available; ? mode 2 : i 2 c slave interface or spi (3- and 4-wire) serial interface and i 2 c interface master for external sensor connections are available; ? mode 3 : i 2 c slave interface or spi (3- and 4-wire) serial interface is available for the application processor interface while an auxiliary spi (3- and 4-wire) serial interface for external sensor connections (i.e. camera module) is available. figure 2. LSM6DSM connection modes in the following table each mode is described for the pin connection and function. + 2 6 7 / 6 0 ' 6 0 + 2 6 7 / 6 0 ' 6 0 + 2 6 7 / 6 0 ' 6 0 & |