LSM6DS3TR-Cdatasheet_LSM6DS3TR

sensor

datasheet

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This is information on a product in full production.

May 2017 DocID030071 Rev 3 1/115

LSM6DS3TR-C

iNEMO inertial module:

always-on 3D accelerometer and 3D gyroscope

Datasheet - production data

Features

 “Always-on” experience with low power

consumption for both accelerometer and gyroscope

 Power consumption: 0.90 mA in combo high-

performance mode

 Smart FIFO up to 4 kbyte based on features set

 Android M compliant

 Hard, soft ironing for external magnetic sensor

corrections

 ±2/±4/±8/±16 g full scale

 ±125/±250/±500/±1000/±2000 dps full scale

 Analog supply voltage: 1.71 V to 3.6 V

 Independent IO supply (1.62 V)

 Compact footprint, 2.5 mm x 3 mm x 0.83 mm

 SPI & I

C serial interface with main processor data

synchronization feature

 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

 Pedometer, step detector and step counter

 Significant motion and tilt functions

 Indoor navigation

 Tap and double-tap detection

 IoT and connected devices

 Intelligent power saving for handheld devices

 Vibration monitoring and compensation

 Free-fall detection

 6D orientation detection

Description

The LSM6DS3TR-C is a system-in-package featuring a

3D digital accelerometer and a 3D digital gyroscope

performing at 0.90 mA in high-performance mode and

enabling always-on low-power features for an optimal

motion experience for the consumer.

The LSM6DS3TR-C 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 LSM6DS3TR-C has a full-scale acceleration range

of ±2/±4/±8/±16 g and an angular rate range of

±125/±250/±500/±1000/±2000 dps.

High robustness to mechanical shock makes the

LSM6DS3TR-C the preferred choice of system

designers for the creation and manufacturing of reliable

products.

The LSM6DS3TR-C 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

Temp. range

[°C]

Package Packing

-40 to +85

LGA-14L

(2.5x3x0.83mm)

Tape & Reel

www.st.com

Contents LSM6DS3TR-C

2/115 DocID030071 Rev 3

Contents

1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2 Embedded low-power features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.1 Tilt detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2 Absolute wrist tilt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.1 Pin connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4 Module specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.1 Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.2 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.3 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.4 Communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.4.1 SPI - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.4.2 I

C - inter-IC control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.5 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.6 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.6.1 Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.6.2 Zero-g and zero-rate level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5 Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.1 Operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.2 Gyroscope power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.3 Accelerometer power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.4 Block diagram of filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.4.1 Block diagrams of the gyroscope filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.4.2 Block diagram of the accelerometer filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.5 FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.5.1 Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.5.2 FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.5.3 Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.5.4 Continuous-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

DocID030071 Rev 3 3/115

LSM6DS3TR-C Contents

115

5.5.5 Bypass-to-Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.5.6 FIFO reading procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

6 Digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6.1 I

C/SPI interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6.2 Master I

C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6.3 I

C serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

6.3.1 I

C operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

6.4 SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.4.1 SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.4.2 SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

6.4.3 SPI read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

7 Application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

7.1 LSM6DS3TR-C electrical connections in Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

7.2 LSM6DS3TR-C electrical connections in Mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

8 Register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

9 Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

9.1 FUNC_CFG_ACCESS (01h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

9.2 SENSOR_SYNC_TIME_FRAME (04h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

9.3 SENSOR_SYNC_RES_RATIO (05h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

9.4 FIFO_CTRL1 (06h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

9.5 FIFO_CTRL2 (07h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9.6 FIFO_CTRL3 (08h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

9.7 FIFO_CTRL4 (09h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

9.8 FIFO_CTRL5 (0Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

9.9 DRDY_PULSE_CFG_G (0Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

9.10 INT1_CTRL (0Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

9.11 INT2_CTRL (0Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

9.12 WHO_AM_I (0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

9.13 CTRL1_XL (10h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

9.14 CTRL2_G (11h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

9.15 CTRL3_C (12h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Contents LSM6DS3TR-C

4/115 DocID030071 Rev 3

9.16 CTRL4_C (13h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

9.17 CTRL5_C (14h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

9.18 CTRL6_C (15h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

9.19 CTRL7_G (16h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

9.20 CTRL8_XL (17h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

9.21 CTRL9_XL (18h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

9.22 CTRL10_C (19h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

9.23 MASTER_CONFIG (1Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

9.24 WAKE_UP_SRC (1Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

9.25 TAP_SRC (1Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

9.26 D6D_SRC (1Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

9.27 STATUS_REG (1Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

9.28 OUT_TEMP_L (20h), OUT_TEMP_H (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

9.29 OUTX_L_G (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

9.30 OUTX_H_G (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

9.31 OUTY_L_G (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

9.32 OUTY_H_G (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

9.33 OUTZ_L_G (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

9.34 OUTZ_H_G (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9.35 OUTX_L_XL (28h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9.36 OUTX_H_XL (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9.37 OUTY_L_XL (2Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9.38 OUTY_H_XL (2Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

9.39 OUTZ_L_XL (2Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

9.40 OUTZ_H_XL (2Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

9.41 SENSORHUB1_REG (2Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

9.42 SENSORHUB2_REG (2Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

9.43 SENSORHUB3_REG (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

9.44 SENSORHUB4_REG (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

9.45 SENSORHUB5_REG (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

9.46 SENSORHUB6_REG (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

9.47 SENSORHUB7_REG (34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

9.48 SENSORHUB8_REG(35h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

DocID030071 Rev 3 5/115

LSM6DS3TR-C Contents

115

9.49 SENSORHUB9_REG (36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

9.50 SENSORHUB10_REG (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

9.51 SENSORHUB11_REG (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

9.52 SENSORHUB12_REG (39h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

9.53 FIFO_STATUS1 (3Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

9.54 FIFO_STATUS2 (3Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

9.55 FIFO_STATUS3 (3Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

9.56 FIFO_STATUS4 (3Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

9.57 FIFO_DATA_OUT_L (3Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

9.58 FIFO_DATA_OUT_H (3Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

9.59 TIMESTAMP0_REG (40h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

9.60 TIMESTAMP1_REG (41h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

9.61 TIMESTAMP2_REG (42h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

9.62 STEP_TIMESTAMP_L (49h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

9.63 STEP_TIMESTAMP_H (4Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

9.64 STEP_COUNTER_L (4Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

9.65 STEP_COUNTER_H (4Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

9.66 SENSORHUB13_REG (4Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

9.67 SENSORHUB14_REG (4Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

9.68 SENSORHUB15_REG (4Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

9.69 SENSORHUB16_REG (50h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

9.70 SENSORHUB17_REG (51h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

9.71 SENSORHUB18_REG (52h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

9.72 FUNC_SRC1 (53h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

9.73 FUNC_SRC2 (54h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

9.74 WRIST_TILT_IA (55h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

9.75 TAP_CFG (58h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

9.76 TAP_THS_6D (59h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

9.77 INT_DUR2 (5Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

9.78 WAKE_UP_THS (5Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

9.79 WAKE_UP_DUR (5Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

9.80 FREE_FALL (5Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

9.81 MD1_CFG (5Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

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