時(shí)代的節(jié)拍，一靜一動(dòng)的MCU

Author: 華大半導(dǎo)體

Published on: 2017-12-25 00:00

在12月21日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MCU芯片，十余項(xiàng)應(yīng)用方案亮相。華大半導(dǎo)體通過超低功耗系列芯片，電機(jī)控制系列芯片和通用應(yīng)用系列芯片，展示了深厚的開發(fā)實(shí)力和多元的技術(shù)服務(wù)能力。

在整個(gè)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(dòng)”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(shí)收集數(shù)據(jù)而提出的超長時(shí)間待機(jī)的需求，源源不斷的提供物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備“靜”的底氣；同時(shí)緊跟時(shí)代進(jìn)步的趨勢，深度挖掘MCU控制的價(jià)值，專心做好電機(jī)變頻控制芯片，優(yōu)化電機(jī)控制算法，提升動(dòng)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(dòng)”得精彩。

△ 華大半導(dǎo)體展品合集

△ 華大半導(dǎo)體MCU事業(yè)部總經(jīng)理謝文錄

在論壇中演講《物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代MCU的動(dòng)與靜》

△ 華大半導(dǎo)體MCU事業(yè)部市場部經(jīng)理梁少峰

在論壇中演講《MCU在人工智能時(shí)代的角色定位》

在過去，談到數(shù)據(jù)，我們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。而在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，終端設(shè)備的首要工作就是將人從重復(fù)機(jī)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)線的外觀檢查等。面對著成指數(shù)級爆炸的信息量，實(shí)時(shí)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。實(shí)時(shí)獲取，意味著這些終端需要時(shí)刻“醒”著，隨時(shí)滿足系統(tǒng)喚醒的要求，同時(shí)保持極低的功耗，避免因?yàn)槟芰亢谋M，過早的離線關(guān)閉功能。“安靜”的待機(jī)，恰如其分的描述了物聯(lián)網(wǎng)終端的這種狀態(tài)，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(jī)功耗，更快的喚醒速度和更豐富的能耗管理模式。

低功耗芯片系列

華大半導(dǎo)體整合多年的超低功耗MCU開發(fā)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，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(jì)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。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，而且具備僅3μs的快速喚醒能力。

電機(jī)系列MCU

華大半導(dǎo)體的電機(jī)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(gè)方面。

疾：在高轉(zhuǎn)速的電機(jī)控制應(yīng)用中，強(qiáng)調(diào)控制得住。通過利用內(nèi)部高速ADC和大帶寬的運(yùn)算放大器OPA，華大半導(dǎo)體目前正在研發(fā)電轉(zhuǎn)速在80000轉(zhuǎn)/分鐘的電機(jī)控制算法，以適用于極高轉(zhuǎn)速的電機(jī)控制應(yīng)用，如直流吸塵器、工業(yè)風(fēng)筒、無人機(jī)電機(jī)調(diào)速器等應(yīng)用場合。華大半導(dǎo)體在M0+平臺下，可以實(shí)現(xiàn)這種速度等級的直流無霍爾FOC控制算法。

穩(wěn)：在中低速直流無霍爾電機(jī)FOC控制應(yīng)用中，強(qiáng)調(diào)表現(xiàn)穩(wěn)定，靜音。順轉(zhuǎn)啟動(dòng)、逆轉(zhuǎn)啟動(dòng)、零速啟動(dòng)、電子剎車等功能，可以準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速時(shí)的位置檢測，從而避免了啟動(dòng)反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)噪音等常見問題，并降低因轉(zhuǎn)速波動(dòng)帶來的機(jī)械噪音與振動(dòng)。

猛：低速大電流（重負(fù)載）啟動(dòng)，低速恒功率、負(fù)載快速變化控制一直是直流無霍爾電機(jī)FOC控制的難點(diǎn)。對應(yīng)電動(dòng)自行車的啟停控制、洗衣機(jī)的偏心控制和電動(dòng)工具的重負(fù)載啟動(dòng)等應(yīng)用，華大半導(dǎo)體設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)。

32位電機(jī)控制MCU

華大半導(dǎo)體推出的32位電機(jī)控制MCU集成了高效、精準(zhǔn)、平穩(wěn)的無霍爾電機(jī)FOC控制方案。這個(gè)方案不但集成了無刷直流電機(jī)BLDC與永磁同步電機(jī)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(jī)控制信號鏈模擬電路單元，包括高速比較器VC、運(yùn)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(shí)際產(chǎn)品中完成量產(chǎn)，華大半導(dǎo)體更是提供了用戶全套的無霍爾電機(jī)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(bǔ)償?shù)取Ｔ摲桨笓碛幸韵聨状筇攸c(diǎn)：

- 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(dòng)中的反轉(zhuǎn)、抖動(dòng)現(xiàn)象

- 性能優(yōu)秀的FOC電子剎車技術(shù)，制動(dòng)時(shí)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(jī)

- MTPA與弱磁控制技術(shù)，有效的提升系統(tǒng)效率，擴(kuò)大轉(zhuǎn)速運(yùn)行區(qū)間

- 豐富的系統(tǒng)保護(hù)功能，能快速可靠的實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、過流、堵轉(zhuǎn)、缺相等保護(hù)

當(dāng)前中國MCU發(fā)展不平衡、不充分，國產(chǎn)MCU總體市場占有率低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求。華大半導(dǎo)體將以改變這種不平衡、不充分為己任，以“振興MCU中國芯”為愿景，與業(yè)內(nèi)同仁一起努力，共同推動(dòng)國產(chǎn)MCU的不斷壯大與發(fā)展！