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電機控制新風(fēng)尚:異構(gòu)、安全和化繁為簡

lPCU_elecfans ? 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng) ? 作者:周凱揚 ? 2021-11-18 14:25 ? 次閱讀

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/周凱揚)2021年11月17日,全球知名電子科技媒體《電子發(fā)燒友》主辦的2021秋季電機控制技術(shù)研討會成功在深圳舉辦。本次大會上,來自航順芯片、國民技術(shù)、Microchip、是德科技、中微半導(dǎo)體意法半導(dǎo)體等知名企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)與專家發(fā)表了精彩的分享。

電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝在開幕致辭時表示,本次會議,如過去三年一樣,邀請到了國內(nèi)外先進的原廠與測試測量廠商的技術(shù)專家到現(xiàn)場分享。正是因為有各位原廠大咖們的無私分享和現(xiàn)場方案展示,才會有BLDC市場今天的分外繁榮。

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電子發(fā)燒友總經(jīng)理 張迎輝

他說道:“市場還有新的機會給廠商么?工程師學(xué)了BLDC的新技術(shù),還能否不斷開發(fā)出創(chuàng)新的產(chǎn)品?這些問題都收獲了肯定的答復(fù),我也對此更有信心。無論是電機應(yīng)用的市場開發(fā)潛力,還是技術(shù)開發(fā)的上升空間,BLDC都有著無限的未來機會。優(yōu)秀的控制芯片與方案不斷涌現(xiàn),也意味著有更激烈的競爭,也給廠商提供了更優(yōu)秀的方案選擇?!?/p>

航順芯片陳水平:航順HK32MCU在BLDC中的應(yīng)用

2020年全球MCU市場產(chǎn)值達(dá)到230多億美元,預(yù)計今年產(chǎn)值將突破260億美元,仍維持著逐年暴增的趨勢。然而目前中國MCU市場仍主要被國外廠商占據(jù),前八大國外MCU廠商占比高達(dá)84.08%。國內(nèi)MCU廠家的市場占有率較低,航順芯片產(chǎn)品經(jīng)理陳水平表示,從進口替代角度來看,國內(nèi)MCU芯片設(shè)計企業(yè)仍具備較大的市場提升空間。

航順芯片的HK32MCU已經(jīng)量產(chǎn)數(shù)?;旌?寸130mm至12至12寸40nm七種工藝平臺,涵蓋Arm Cortex-M0、M0+、M3、M4及RISC-V多種內(nèi)核,車規(guī)級芯片也在推進AEC-Q100的認(rèn)證。在力求兼容替代歐美主流MCU的同時,航順芯片堅持國產(chǎn)自主化,并做出自己的創(chuàng)新和優(yōu)勢。

以將在年底量產(chǎn)的高性能型AIoT MCPU HK32U1xx9為例,航順選用了Arm Cortex-M3+RISC-V的大小核異構(gòu)方案,Cortex-M3負(fù)責(zé)運算,N203的RISC-V核心負(fù)責(zé)簡單的通信與控制。航順芯片自研了IPC雙核通信協(xié)議,高效實現(xiàn)了兩核心之間的數(shù)據(jù)交互,同時做到100%向下兼容Cortex-M3內(nèi)核的HK32F103(A)產(chǎn)品。

航順芯片已經(jīng)規(guī)劃了未來五年在高、中、低端電機市場的的專用型MCU/MCPU產(chǎn)品路線,借助算法加速器和預(yù)驅(qū)動電路等創(chuàng)新,持續(xù)推出面向電動工具、電動自行車、高端無人機機械臂等應(yīng)用的專有設(shè)計。

國民技術(shù)舒曉華:基于N32系列通用安全MCU的電控解決方案

作為國際一流的MCU供應(yīng)商,國民技術(shù)經(jīng)過多年的鉆研,發(fā)展出了SoC技術(shù)平臺、安全技術(shù)平臺和射頻技術(shù)平臺三大技術(shù)平臺,并基于這三大平臺推出了網(wǎng)絡(luò)安全、通用MCU、可信計算、無線射頻等主要產(chǎn)品及業(yè)務(wù)。國民技術(shù)解決方案經(jīng)理舒曉華在會上分享了在電機控制MCU的產(chǎn)品布局,以ARM Cortex-M系列32位處理器作為內(nèi)核,全面覆蓋高性能、高性價比和低成本的電機應(yīng)用。

國民技術(shù)電機控制MCU內(nèi)置硬件密碼算法加速引擎和安全單元,形成了高集成度、高性能、低功耗等特色的安全芯片產(chǎn)品和通用安全MCU,支持Flash加密、ECC校驗和通信算法加密等安全特性。

在無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)中,電機的高性能運行需要獲取精確的電機本體參數(shù),但電機參數(shù)會隨著電機負(fù)載以及溫度改變而變化,嚴(yán)重時會導(dǎo)致電機系統(tǒng)故障,因此電機參數(shù)辨識具有重要的意義,國民技術(shù)為此推出了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的電機參數(shù)自動識別技術(shù)。只需輸入?yún)⒖茧妷汉蛥⒖妓俣染湍艿玫?a href="http://www.ttokpm.com/tags/rs/" target="_blank">Rs、Ls、磁鏈和極對數(shù)等參數(shù),且該技術(shù)采用純軟件的方式,無需增加硬件成本。

以國民技術(shù)基于N32G455xx MCU的空調(diào)壓縮機解決方案為例,只需單顆MCU,就能實現(xiàn)壓縮機FOC、風(fēng)機FOC和高頻PFC控制。壓縮機實現(xiàn)在10Hz至120Hz下運行,風(fēng)機采用雙電阻FOC,降低了啟動與運行噪音。Flash存儲加密有效保護了用戶的固件安全,并集成了硬件密碼算法引擎,防止對設(shè)備進行篡改。

Microchip宋偉:化繁為簡的電機控制方案

Microchip主任應(yīng)用工程師宋偉在會上分享了《化繁為簡——Microchip讓您輕松實現(xiàn)電機控制方案》的主題演講。Microchip針對電機控制領(lǐng)域,提供了豐富的單片機和多種解決方案來滿足客戶應(yīng)用需求,包含8位的PIC/AVR MCU、16位的dsPIC DSC和32位的SAM MCU,讓工程師實現(xiàn)從簡單有刷電機到復(fù)雜高精度無傳感器電機的控制。

8位MCU其實已經(jīng)足夠滿足一般的電機控制需求,尋常所需的外設(shè)基本都有,但它的算力同樣有限,無法完成復(fù)雜的工作流。其次外設(shè)數(shù)量一多的話,CPU上的負(fù)載特別嚴(yán)重。為了解決這一挑戰(zhàn),Microchip推出獨立于內(nèi)核的外設(shè)(CIP)來給CPU減負(fù)。

借助Microchip提供的圖形化插件,軟件工程師無需額外的工作量,就可以給外設(shè)創(chuàng)建了自我維持的功能,從而降低了CPU的負(fù)載,CPU可以自由運行其他工作流或是只起到監(jiān)督系統(tǒng)的作用。不僅如此,CIP采用了硬件層面上的連接,響應(yīng)迅速,不存在任何與軟件相關(guān)的延遲。在CIP強勁的I/O驅(qū)動能力下,也提升了電機控制的穩(wěn)健性。CIP還減小了晶體管泄露,進一步降低了功耗。

Microchip的16位的高性能dsPIC DSC支持固定轉(zhuǎn)矩的變速和無傳感器磁場定向控制,做到高效控制BLDC、PMSM、步進電機和雙電機等電機配置,留出的CPU帶寬可以分配給其他應(yīng)用和Fusa代碼。雙核的dsPIC DSC不僅優(yōu)化了實時響應(yīng),也可以輕松集成多團隊軟件,每個核心分配團隊獨立開發(fā)。為了進一步簡化開發(fā),Microchip還提供了開源的圖形工具鏈,無需Matlab Simulink也可以完成模擬和驗證的過程。

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原文標(biāo)題:電機控制新風(fēng)尚:異構(gòu)、安全和化繁為簡

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