12月21日在第六屆深圳國際嵌入式展上,華大半導(dǎo)體有限公司攜三大系列,六款芯片,十余項應(yīng)用方案全面亮相。通過超低功耗系列芯片,電機控制系列芯片和通用應(yīng)用系列芯片,展示其深厚的開發(fā)實力和多元的技術(shù)服務(wù)能力。
在整個物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,華大半導(dǎo)體提出了“一靜一動”的產(chǎn)品布局:通過超低功耗技術(shù)緊扣各類終端設(shè)備的命門,滿足因?qū)崟r收集數(shù)據(jù)而提出的超長時間待機的要求,源源不斷的提供物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備“靜”的底氣;同時緊跟時代進(jìn)步的趨勢,深度挖掘MCU控制的價值,專心做好電機變頻控制芯片,優(yōu)化電機控制算法,提升動力輸出的穩(wěn)定性,準(zhǔn)確性和舒適性,幫助物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備“動”得精彩。
在過去的時代中,談到數(shù)據(jù),首先想到的是人對電腦輸入信息,在此過程中人更多的是充當(dāng)物理世界通往數(shù)據(jù)世界的引路人和輸入者。而在物聯(lián)網(wǎng)時代,終端設(shè)備的首要工作就是將人從重復(fù)機械、且少有思考的繁復(fù)工作中解脫出來,比如挨家挨戶抄水表,產(chǎn)線的外觀檢查,地下水道的檢測等。
面對著成指數(shù)級爆炸的信息量,實時快速獲取變化信息的能力,成為了物聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)化的核心能力。既然需要實時獲取,意味著這些終端需要時刻“醒”著,隨時快速反應(yīng)系統(tǒng)喚醒的要求,同時又要保持極低的功耗,避免因為能量耗盡,過早的離線失去功能?!鞍察o”的待機,恰如其分的描述了物聯(lián)網(wǎng)終端的這種狀態(tài)。長期的“安靜”待機,本質(zhì)上就是對低功耗的苛刻要求,而作為終端設(shè)備中不可或缺的控制單元,MCU自然承擔(dān)起了能源管家的角色,追求更低的待機功耗,更快的喚醒速度和更豐富的能耗管理模式。
面對這個時代的需求,華大半導(dǎo)體整合其多年的超低功耗MCU開發(fā)技術(shù)經(jīng)驗,基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核,推出低功耗芯片系列,適用于各類對功耗有苛刻要求的應(yīng)用場景。該系列產(chǎn)品可以讓設(shè)計人員無需犧牲功耗或增加成本,便可以得到更高的性能和更大的存儲容量。該系列誕生于一流的超低功耗MCU芯片架構(gòu)平臺,可根據(jù)不同應(yīng)用需求調(diào)整動態(tài)電壓,進(jìn)而提供靈活豐富的電源管理模式選擇。
以最新一款HC32L110芯片為例,其高速工作模式下平均功耗控制在90μA/MHz,睡眠模式下平均功耗控制在20μA/MHz,超低功耗運行模式下低于6μA,超低功耗睡眠模式下低于2.2μA,待機模式下低于0.45μA,而且具備僅3μs的快速喚醒能力。
收集數(shù)據(jù)僅僅只是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一步,將數(shù)據(jù)采集,傳輸,存儲,并在決策后完美的執(zhí)行才是這個時代提出的呼喚。IoT名詞的另外一個稱呼,Cyber Physical Pystems,即信息物理系統(tǒng)。如何利用好數(shù)據(jù),做好控制,并和現(xiàn)實世界產(chǎn)生反饋和互動,這才是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重中之重。
整個人類歷史的發(fā)展便是不斷利用工具作為肢體力量的延伸來探索世界的過程,尤其自十九世紀(jì)末期起,各類電機發(fā)明層出不窮,人類的動力工具完成了向電力驅(qū)動的大躍進(jìn)。隨后,電機的發(fā)展又受到了電子技術(shù)革命的深刻影響,通過電子器件控制電機,使其更有效率。
在現(xiàn)今的物聯(lián)網(wǎng)時代,MCU扮演的角色也越來越重。通過MCU控制技術(shù)和大量的算法,可以決定如何讓電機動得漂亮,動得舒服,動得迅猛。華大半導(dǎo)體的電機系列MCU在算法部分有著自己的理解和技術(shù)特長,可以概括為“疾”“穩(wěn)”“猛”三個方面。
疾:
在高轉(zhuǎn)速的電機控制應(yīng)用中,強調(diào)控制得住。通過利用內(nèi)部高速ADC和大帶寬的運算放大器OPA,華大目前正在研發(fā)電轉(zhuǎn)速在80000轉(zhuǎn)/分鐘的電機控制算法,以適用于極高轉(zhuǎn)速的電機控制應(yīng)用,如直流吸塵器、工業(yè)風(fēng)筒、無人機電機調(diào)速器等應(yīng)用場合。華大是目前國內(nèi)唯一一家,在M0+平臺下,實現(xiàn)這種速度等級的直流無霍爾FOC控制算法的公司。
穩(wěn):
在中低速直流無霍爾電機FOC控制應(yīng)用中,強調(diào)表現(xiàn)穩(wěn)定,靜音。獨有的順轉(zhuǎn)啟動、逆轉(zhuǎn)啟動、零速啟動,電子剎車等功能,可以準(zhǔn)確的實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速時的位置檢測,從而避免了啟動反轉(zhuǎn)、啟動噪音等行業(yè)內(nèi)常見的通病,并降低因轉(zhuǎn)速波動帶來的機械噪音與振動。
猛:
低速大電流(重負(fù)載)啟動,低速恒功率、負(fù)載快速變化控制一直是直流無霍爾電機FOC控制的難點。對應(yīng)電動自行車的啟??刂?、洗衣機的偏心控制和電動工具的重負(fù)載啟動等應(yīng)用,華大半導(dǎo)體設(shè)計團(tuán)隊積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗。
華大半導(dǎo)體推出的32位電機控制MCU集成了高效、精準(zhǔn)、平穩(wěn)的無霍爾電機FOC控制方案。這個方案不但集成了無刷直流電機BLDC與永磁同步電機PMSM控制所需的三相六路專用PWM信號發(fā)生器;還集成了完備的電機控制信號鏈模擬電路單元,包括高速比較器VC、運算放大器OPA、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC。
為了幫助用戶從零開始迅速掌握該方案,并應(yīng)用到實際產(chǎn)品中完成量產(chǎn),華大更是提供了用戶全套的無霍爾電機FOC控制底層函數(shù)庫,包含:濾波器,坐標(biāo)變換,三角函數(shù),數(shù)學(xué)函數(shù),PID控制器,SVPWM,過調(diào)制技術(shù),死區(qū)補償?shù)?。該方案擁有以下幾大特點:
?擁有高性能的轉(zhuǎn)子位置、速度觀測器,收斂速度快,估算精度高,參數(shù)敏感性低
?可靠的初始位置檢測技術(shù),能快速識別SPMSM、IPMSM的轉(zhuǎn)子初始位置,避免啟動中的反轉(zhuǎn)、抖動現(xiàn)象
?性能優(yōu)秀的FOC電子剎車技術(shù),制動時間短,適用速度范圍大,剎車過程中電壓、電流可控,有效的保護(hù)功率器件和電機
?MTPA與弱磁控制技術(shù),有效的提升系統(tǒng)效率,擴大轉(zhuǎn)速運行區(qū)間
?豐富的系統(tǒng)保護(hù)功能,能快速可靠的實現(xiàn)過壓、欠壓、過流、堵轉(zhuǎn)、缺相等保護(hù)
只有MCU的技術(shù)發(fā)展越來越成熟,物聯(lián)網(wǎng)對于靜與動的追求,才能夠不停地被滿足和突破。踩著一動一靜的時代節(jié)拍,華大半導(dǎo)體以“振興MCU中國芯”為愿景,發(fā)展成為持續(xù)創(chuàng)新、追求卓越、受人尊重的IC設(shè)計引領(lǐng)者,成為客戶最為信賴的伙伴,共同攜手創(chuàng)造未來。
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華大半導(dǎo)體
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原文標(biāo)題:【芯品動態(tài)】時代的節(jié)拍 一靜一動的MCU
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