Technologies

News information

Chip điều khiển chính của robot trong nước: hiệu suất cao không bị tụt hậu, thay thế trong nước đúng lúc

Phát hành vào : 8 thg 1, 2022

Chip điều khiển chính của robot trong nước: hiệu suất cao không bị tụt hậu, thay thế trong nước đúng lúc
Chip điều khiển chính của robot trong nước
Sau khi nói về chip điều khiển robot của rất nhiều nhà sản xuất quốc tế hạng nhất, cuối cùng chúng tôi cũng chuyển sự chú ý trở lại các nhà sản xuất chất bán dẫn trong nước. Hiện tại, có vẻ như MCU tốt hơn điều khiển vẫn là lựa chọn hàng đầu của các nhà sản xuất robot trong nước, đồng thời đây cũng là lĩnh vực mà các nhà sản xuất bán dẫn trong nước ứng dụng robot nhiều nhất. Rốt cuộc, khoảng 80% bộ điều khiển được tích hợp trong một robot công nghiệp là MCU trung bình và phần còn lại là các thành phần xử lý hiệu suất cao như MPU và DSP.
Trước hết, trong lĩnh vực ứng dụng robot, có tiềm năng thị trường lớn và lợi nhuận cao, phần lớn chip điều khiển vẫn là những thương hiệu chúng ta đã đề cập trước đây, nhưng việc “thay thế nội địa” đã thực sự tạo ra cơ hội kinh doanh lớn cho các nhà sản xuất MCU trong nước. Nhiều nhà sản xuất MCU trong nước đã tham gia vào thị trường robot với các sản phẩm đại diện là dòng ARM Cortex-M4 và được các nhà sản xuất robot khác nhau ưa chuộng dưới tác động của nhiều yếu tố như chu kỳ chi phí. chip điều khiển rô bốt. Sau đó, chúng tôi sẽ bắt đầu từ MCU của các ứng dụng robot trong nước.
Đổi mới Zhaoyi GD32F4
Dòng sản phẩm GD32 cải tiến của Zhaoyi đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như điều khiển công nghiệp và truyền động động cơ. Toàn bộ dòng sản phẩm này có lõi M3, lõi M4, lõi M23 và lõi RISC-V. Ở đây chúng tôi lựa chọn các sản phẩm dòng GD32F4 với lõi GD32Cortex-M4, hiệu năng như thế nào so với các sản phẩm lõi M4 của nhiều nhà sản xuất quốc tế.
1
(Nguồn: Zhaoyi Innovation)
Như trong hình trên, dòng GD32F4 thuộc dòng nâng cao, với tần số cao 168MHz, 3MB bộ nhớ flash và 192KB SRAM. Các sản phẩm hiệu năng cao trong dòng STM32F4 có tần số chính là 170MHz, bộ nhớ flash 2MB và SRAM là 384KB, ngược lại, hiệu năng của dòng GD32F4 cũng không hề kém cạnh. Dòng sản phẩm GD32F4 kết hợp công nghệ bộ nhớ gFlash tiên tiến và được cấp bằng sáng chế tiên tiến của Zhaoyi, đồng thời có tính linh hoạt trong thiết kế cực kỳ cao trong cấu hình bộ nhớ.
Là dòng sản phẩm hiệu suất cao nâng cao, để đáp ứng các ứng dụng cấp công nghiệp, dòng GD32F4 được trang bị tới 3 bộ định thời 12bit1Msps, 10 bộ định thời 16 bit đa năng và 1 bộ định thời nâng cao PWM. Loạt thiết bị ngoại vi phong phú và hiệu suất cao này đã đạt được điều đó, và phần còn lại là giảm tiêu thụ điện năng nhiều nhất có thể, đây cũng là ưu tiên hàng đầu của tất cả các MCU. Dòng GD32F4 có ba chế độ tiết kiệm năng lượng, có thể tối ưu hóa tối đa giữa độ trễ khi đánh thức và tiêu thụ năng lượng cho các ứng dụng tiêu thụ điện năng thấp, có tính đến hiệu suất cao và mức tiêu thụ điện năng thấp nhất có thể.
Công nghệ quốc gia N32G455
Dựa trên lõi bộ xử lý 32-bit ARM Cortex-M series và sự tích lũy công nghệ nghiên cứu và phát triển chip SoC, National Technology đã đánh bóng các sản phẩm MCU tích hợp cao, hiệu suất cao, công suất thấp. Dòng N32G455 là dòng sản phẩm nâng cao của MCU đa năng công nghệ quốc gia.
2
(Nguồn: Công nghệ quốc gia)
Dòng N32G455 sử dụng lõi ARMCortex-M4 32-bit với tần số chính là 144MHz, hỗ trợ các hoạt động dấu phẩy động và lệnh DSP, đồng thời có 512KB FLASH trên chip và 144KB SRAM. So với trước đây, lưu trữ không phải là hướng chính của loạt bài này, mà là tích hợp cao. Có tới 17 thiết bị tương tự hiệu suất cao, 18 giao diện truyền thông kỹ thuật số và hơn 10 công cụ tăng tốc phần cứng thuật toán mật mã tích hợp, hỗ trợ các tính năng bảo mật khác nhau như mã hóa lưu trữ, bảo vệ phân vùng người dùng và khởi động an toàn. An toàn và tích hợp cao là đặc điểm của dòng N32G455.
Khả năng tích hợp phong phú cũng được phản ánh trong việc tích hợp các thiết bị ngoại vi tương tự, chẳng hạn như 4x12bitADC (@ 5Mbps), 2x12bitDAC (@ 1Mbps), rail-to-rail OP-AMP với bộ khuếch đại khuếch đại có thể lập trình tích hợp và bộ so sánh tương tự tốc độ cao. Để cải thiện hiệu suất điều khiển robot, dựa trên các bộ định thời cơ bản và chung, dòng N32G455 cũng được trang bị hai bộ định thời nâng cao 16 bit với độ chính xác điều khiển 6,9ns cho đầu ra PWM bổ sung.
Khả năng tích hợp cao và khả năng kiểm soát ổn định giúp cho dòng N32G455 đủ khả năng thích ứng với hầu hết các trình điều khiển rô bốt công nghiệp hiện tại, và cuối cùng hãy xem xét mức tiêu thụ điện năng của dòng này. Trạng thái chờ là 3uA dưới 3,3V, và mức tiêu thụ điện năng 90uA / MHz trong điều kiện làm việc bình thường quả thực không cao. Có thông tin cho rằng National Technology cũng đang quảng bá sản phẩm lõi M7. Đối với những robot cộng tác có khả năng mở rộng và linh hoạt ngày càng cao trong tương lai, chip điều khiển và truyền động của lõi M7 rất đáng được mong đợi.
Micro thông minh MM32
Smart Micro là một trong những thế mạnh tốt nhất của ARMMCU ở Trung Quốc, và các sản phẩm của nó cũng có nhiều ứng dụng trong tự động hóa công nghiệp. Hai loạt Micro thông minh được chọn ở đây. Mặc dù các chip robot mà chúng tôi đang tìm kiếm trong loạt bài này đều là chip điều khiển chính có hiệu suất cao và khả năng tính toán cao nhất có thể, chúng tôi vẫn lấy MM32SPIN222C ở đây. MM32SPIN222C thuộc dòng MM32SPIN được sử dụng rộng rãi trong các khớp nối nhỏ của rô bốt công nghiệp. Mặc dù hiệu suất tính toán của MM32SPIN222C của lõi M0 không thể so sánh với M4 và M7, nhưng nó không cần quá nhiều so với mức hiện tại của rô bốt công nghiệp thông minh. sức mạnh tính toán.
3
(Nguồn: Smart Microelectronics)
MM32F3270 sử dụng ArmCortex-M3 hiệu suất cao làm lõi và tần số hoạt động tối đa có thể đạt 120MHz. 512KB Flash và 128KB RAM là đủ cho các nhu cầu cơ bản. Dòng cổng I / O và thiết bị ngoại vi này cũng rất phong phú, 2 giao tiếp I2C, 3 giao tiếp SPI, 3 giao tiếp I2S và 8 giao diện UART; 3 ADC 12 bit (thời gian chuyển đổi 1us), 2 DAC 12 bit, 2 bộ so sánh.
Để nâng cao khả năng điều khiển, dòng này được trang bị 2 bộ định thời tiên tiến ngoài bộ định thời đa năng, bao gồm bộ đếm 16 bit, 4 kênh bắt / so sánh và bộ tạo PWM bổ sung ba pha với PWM bổ sung có chết - thời gian chèn. đầu ra. Khi được sử dụng như một máy phát PWM, khả năng điều chế của nó là 0-100%.
Dòng MM32 cũng thực hiện nhiều chế độ tiết kiệm điện năng để giảm mức tiêu thụ điện năng nhiều nhất có thể, có thể đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa việc yêu cầu tiêu thụ điện năng thấp, thời gian khởi động ngắn và nhiều sự kiện đánh thức.