提升新能源市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，華太電子發(fā)布Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）日前，在SNEC第十七屆(2024)國(guó)際太陽(yáng)能光伏與智慧能源(上海)大會(huì)暨展覽會(huì)期間，華太電子正式發(fā)布Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU，搭載高性能數(shù)字和模擬模塊，廣泛應(yīng)用于光伏逆變器、變頻器、伺服控制和UPS等應(yīng)用。

華太電子SoC產(chǎn)品線CPO朱楊飛表示，本次發(fā)布的產(chǎn)品是高端系列（37X系列），分為單核和雙核兩個(gè)系列，型號(hào)覆蓋從HS32F7S374到HS32F7D379?！癈opter E001實(shí)時(shí)控制MCU擁有完整的工具鏈資源，包括Code Panel Studio（簡(jiǎn)稱CPS），是完全免費(fèi)授權(quán)的IDE軟件工具；CPMX，是能夠直接生成代碼的圖形化配置工具；HeliPad，是能夠幫助客戶快速評(píng)估的開(kāi)發(fā)板。”

華太電子SoC產(chǎn)品線CPO朱楊飛

高性能、高集成且擁有多線程的TFU加速

如上所述，華太電子Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU主要面向光伏逆變器、變頻器、伺服控制和UPS等應(yīng)用，在全球能源結(jié)構(gòu)升級(jí)的大背景下，這些市場(chǎng)都蘊(yùn)含著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。以光伏逆變器市場(chǎng)為例，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Frost&Sullivan的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2026年全球光伏逆變器應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到579.3GW，從2022年到2026年的年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為22.45%；再看伺服系統(tǒng)控制器市場(chǎng)，根據(jù)QYResearch的研報(bào)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2029年全球伺服系統(tǒng)控制器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到9246百萬(wàn)美元，2023年-2029年期間的年復(fù)合增長(zhǎng)率為9.0%。

在市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)的同時(shí)，光伏逆變器和伺服控制器等市場(chǎng)也有著明顯的高端化發(fā)展趨勢(shì)，給作為系統(tǒng)核心的MCU提出了更高的要求。根據(jù)朱楊飛的介紹，華太電子Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU系列中的雙核產(chǎn)品基于雙核ARM Cortex-M7架構(gòu)，主頻高達(dá)300MHz。相較而言，競(jìng)品主頻為200MHz，在性能方面存在差距。除了系統(tǒng)內(nèi)核，華太電子Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU也提供優(yōu)于競(jìng)品的存儲(chǔ)配置，比如HS32F7D379PTI的Flash容量為2048 kByte，總線RAM為256 kByte，內(nèi)核ITCM和DTCM達(dá)到512kByte，能夠給程序部署提供更充足的空間。

此外，華太電子Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU具有出色的集成特性，片上集成高精度ADC、UART、CAN FD、PWM、SPI、可編程邏輯單元等資源，保障了方案開(kāi)發(fā)的靈活性。朱楊飛提到，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU擁有行業(yè)領(lǐng)先的高精度ADC和高精度PWM。其中，ADC是控制計(jì)算的來(lái)源，在12bit ADC的采樣率上，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU為7Msps，比競(jìng)品提升了100%；在16bit ADC的采樣率上，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU為3.5Msps，競(jìng)品則為1.1Msps。

PWM模塊控制著整個(gè)MCU的環(huán)路輸出，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU的PWM精度相較于競(jìng)品提高了34%，且支持更靈活的控制。從具體的數(shù)值來(lái)看，競(jìng)品的普通PWM精度為5ns，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU為3.3ns；競(jìng)品的高精度PWM的精度是150ps，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU則為100ps精度。更為重要的是，目前市場(chǎng)上的實(shí)時(shí)控制MCU在PWM主從配置上是固定的，而Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU則支持靈活的配置，提升了用戶使用的便利性。

為了提升軟件資源的運(yùn)行速度，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU內(nèi)部集成了支持多線程并行計(jì)算的TFU模塊，競(jìng)品方案則主要是采用TMU，在三角函數(shù)加速方面，TFU模塊有著明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然，這些性能提升并不以犧牲功耗為代價(jià)。在工作模式下，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU整體功耗比競(jìng)品降低了54%，僅為351毫瓦；在空閑模式下，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU的功耗相比競(jìng)品降低37%；在待機(jī)模式下，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU的功耗相比競(jìng)品降低了15%。

完整的工具鏈和高效的算法運(yùn)行

上面主要介紹了華太電子Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU的硬實(shí)力，接下來(lái)我們來(lái)看看一下Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU的軟實(shí)力。Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU相較于競(jìng)品，算力有20%的提升，這是非常可觀的，能夠帶來(lái)更好的算法承載能力。

Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU在多項(xiàng)算法上和競(jìng)品的對(duì)比。在電機(jī)控制算法方面，多元計(jì)算、磁鏈觀測(cè)、速度觀測(cè)等時(shí)間加起來(lái)，競(jìng)品的時(shí)間為2845ns，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU的時(shí)間為2713ns。“不過(guò)，實(shí)際上電機(jī)代碼執(zhí)行是連續(xù)的，并不會(huì)單獨(dú)分拆模塊計(jì)算和相加，在貼近實(shí)際情況的測(cè)算結(jié)果中，競(jìng)品有2%的提升，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU則有19.5%的提升?！?/p>

在電機(jī)控制、光伏、電力行業(yè)常用的二階濾波算法方面，以PR為例，在執(zhí)行相同的6行代碼時(shí)，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU在單次循環(huán)上相較于競(jìng)品有41%的提升，在100次循環(huán)上有71%的提升。

總結(jié)相關(guān)算法測(cè)試，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU擁有五項(xiàng)明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：

300MHz的雙核ARM Cortex-M7架構(gòu)帶來(lái)更高的算力優(yōu)勢(shì)；

二階濾波算法提升在41%-71%；

電機(jī)控制執(zhí)行總時(shí)間為競(jìng)品的80%；

寫入PWM比較值，寄存器時(shí)間為53ns；

AD采樣時(shí)間提升20%。

為了讓用戶能夠用好Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU，華太電子提供了充足的支持，包括開(kāi)發(fā)資源和軟硬件生態(tài)。SDK是軟件生態(tài)避不開(kāi)的話題，華太電子為Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供完整的SDK支持，除了外設(shè)模塊和uCOS等，華太電子提供了豐富的Example場(chǎng)景，方便用戶快速入手。

華太電子為Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU專門開(kāi)發(fā)了CPMX，解決用戶理解和配置SDK的痛點(diǎn)，讓用戶的外設(shè)配置、時(shí)鐘配置和代碼生成“所見(jiàn)即所得”。另外，基于Eclipse和GCC兩大開(kāi)源軟件，華太電子打造了集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CPS，以提升相關(guān)方案自主可控的水平。

除了軟件生態(tài)，華太電子為Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU準(zhǔn)備了豐富的開(kāi)發(fā)用例和開(kāi)發(fā)板，包括典型應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、Helipad開(kāi)發(fā)板、ControlCARD開(kāi)發(fā)板、ADC EVB HS32F7D377P評(píng)估板和inverter-TPTL-10KW demo。

Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU開(kāi)發(fā)資源

結(jié)語(yǔ)

據(jù)悉，2024年華太電子已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)品研發(fā)的豐收時(shí)節(jié)，公司在模擬器件、功率器件和實(shí)時(shí)控制MCU等產(chǎn)品線碩果累累，除了發(fā)布Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU之外，還有1200V/650V第二代SJ—IGBT產(chǎn)品系列化量產(chǎn)，光伏旁路二極管量產(chǎn)等，為光伏/儲(chǔ)能、新能源汽車、工業(yè)驅(qū)動(dòng)三大領(lǐng)域的用戶帶來(lái)了高效、極致的創(chuàng)新體驗(yàn)。

Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU的發(fā)布，在硬件資源、軟件效率方面，給新能源領(lǐng)域用戶提供了一個(gè)更好的選擇。同時(shí)，Copter E001實(shí)時(shí)控制MCU一經(jīng)發(fā)布就擁有完整的配套開(kāi)發(fā)資源，能夠幫助用戶搶奪市場(chǎng)先機(jī)，并擁有更好的系統(tǒng)成本優(yōu)勢(shì)。

目前，華太電子內(nèi)部正在研發(fā)中端系列的實(shí)時(shí)控制MCU，相關(guān)產(chǎn)品將會(huì)在2025年初發(fā)布，屆時(shí)相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)會(huì)從性價(jià)比方面帶來(lái)進(jìn)一步的提升，我們拭目以待。