媒體聚焦 | ST聯(lián)合MathWorks應(yīng)對電機(jī)控制方案設(shè)計(jì)的四大挑戰(zhàn)

據(jù)邁斯沃克軟件中國通信、電子和半導(dǎo)體行業(yè)市場經(jīng)理陳曉挺介紹，他們很早就開始了合作，其合作內(nèi)容主要有兩塊：

▲基于STM32的MATLAB電機(jī)控制方案，掃碼即可觀看

在陳曉挺看來，采用MathWorks的工具軟件MATLAB提供的基于模型設(shè)計(jì)（MBD）的電機(jī)控制工作流程能很好地應(yīng)對電機(jī)控制方案設(shè)計(jì)時(shí)遇到的挑戰(zhàn)。他表示，一般來說采用MBD電機(jī)控制工作流程主要有以下幾個(gè)步驟：

1. 校準(zhǔn)相電流的ADC偏移值，校準(zhǔn)位置傳感器與轉(zhuǎn)子之間的角度偏移值；

2. 估算電機(jī)本體參數(shù)；

3. 建立被控對象：逆變器和電機(jī)本體的模型；

4. 開發(fā)完整的FOC控制模型，進(jìn)行閉環(huán)仿真；

5. 部署到硬件上做測試驗(yàn)證。

曹錦東認(rèn)為MathWorks通過STM32CubeMX來支持ST的產(chǎn)品是非常聰明的一個(gè)做法，因?yàn)镾TM32CubeMX不管從哪個(gè)MCU出來，CubeMX可以生成整個(gè)系統(tǒng)的配置軟件，比如在使用STM32C0，在STM32CubeMX選一個(gè)封裝，I/O口配置什么功能，點(diǎn)完以后就有一個(gè)示意圖出來，包括封裝、引腳。MathWorks的軟件如果和STM32CubeMX有對接功能或者以從STM32CubeMX把芯片資源拿過來，對于ST來講升級是非?？斓?，ST推出新的芯片出來之后，已經(jīng)在STM32CubeMX有比如I/O口外設(shè)配置，同時(shí)可以兼容最新ARM內(nèi)核指令級，對一個(gè)MCU的兩方面，內(nèi)核和外設(shè)，如果這兩部分可以通過不同的方式抓取到配置文件，內(nèi)核指令的兼容，對MathWorks來說升級就會很快。他相信MathWorks的軟件越來越多地可以支持其STM32系列產(chǎn)品。

那么，如何將MATLAB設(shè)計(jì)的電機(jī)控制算法和AI算法部署到STM32等嵌入式處理器當(dāng)中呢？陳曉挺解釋稱，MathWorks有幾十年汽車和軍工等行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用歷史的自動化代碼生成能力，他們有一個(gè)獨(dú)特的代碼生成框架，可以在任何地方部署在MATLAB或Simulink中開發(fā)的模型。拿STM32來說，Embedded Coder能將MATLAB和Simulink算法轉(zhuǎn)換成C/C++代碼，并針對STM32的處理器優(yōu)化代碼，替換掉標(biāo)準(zhǔn)C代碼。

他同時(shí)指出，MathWorks允許客戶將模型導(dǎo)入MATLAB做AI訓(xùn)練，因?yàn)锳I訓(xùn)練需要數(shù)據(jù)集，因此他們支持客戶收集并預(yù)處理自己的數(shù)據(jù)集，然后利用AI模型做訓(xùn)練，訓(xùn)練好后的AI模型可以部署到STM32上，也可以部署到PC機(jī)的GPU上。因?yàn)?a href="http://ttokpm.com/v/tag/448/" target="_blank">深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)很多，運(yùn)算量很大，因此，在部署到嵌入式CPU之前，最重要的是選擇一種最合適用戶應(yīng)用的盡量輕量化的AI模型，然后對已選擇的AI算法做網(wǎng)絡(luò)剪枝（修剪或移除深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)突觸和神經(jīng)元），量化（對int8數(shù)據(jù)類型的激活、權(quán)重和偏差的量化），這些壓縮AI模型的工作都可以通過MATLAB提供的易用工具來完成，以方便在資源受限的硬件上進(jìn)行推斷。也就是說，MathWorks支持從算法到落地的完整流程。

意法半導(dǎo)體微控制器市場經(jīng)理丁曉磊補(bǔ)充稱，STM32在AI上 有一個(gè)STM32 Cube.AI工具，該工具與MATLAB的一些功能配合后可以很好地做整個(gè)AI開發(fā)流程的連接，“STM32 Cube.AI做的是從已經(jīng)被訓(xùn)練好的模型到如何更好地優(yōu)化和部署到STM32 MCU上，因?yàn)槲覀儗ψ约篗CU的情況更了解，部署更優(yōu)化，內(nèi)存占用率更小，流代碼開發(fā)效率更高，但是之前有各種主流的AI模型和框架，我們可以通過ONNX接口就可以轉(zhuǎn)化為被訓(xùn)練好的模型，所以，在這里面跟MATLAB的合作，使得開發(fā)用戶可以從前端模型數(shù)據(jù)收集模型的選擇和訓(xùn)練，一直到能夠生成ONNX格式的模型之后，再用ST的Cube.AI做后面的發(fā)布部署，這樣就會形成更加優(yōu)化的模型訓(xùn)練到優(yōu)化、到部署，整個(gè)一套開發(fā)在AI就會更為順暢、更能落地?！?/span> ▲意法半導(dǎo)體微控制器市場經(jīng)理丁曉磊 (Lisa DING)“我們會越來越重視跟軟件支持伙伴的合作，做芯片本身不是很困難，困難的是怎么提供和芯片相關(guān)的軟件和特定應(yīng)用化的系統(tǒng)讓客戶做開發(fā)。”曹錦東進(jìn)一步指出。他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，軟件是非常關(guān)鍵的，與MathWorks這樣的合作伙伴合作，可以幫助客戶熟悉了解如何用MCU做特定應(yīng)用，這是ST的生態(tài)系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)。

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THE END

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