恩智浦

Garmin® vívoactive® 3和Forerunner® 645 Music让用户无需使用手机或钱包就能实现安全的即碰即付

恩智浦半导体今日宣布,Garmin Ltd.旗下的Garmin International, Inc.已选择恩智浦的PN80T嵌入式安全元件(SE)和近距离无线通信(NFC)解决方案,用于最近发布的具有非接触式支付功能的vívoactive 3和Forerunner 645 Music。凭借恩智浦的嵌入式安全元件技术和创新的Loader Service配置解决方案,Garmin能轻松快速地在产品中部署Garmin PayTM,而不影响安全性。

恩智浦的Loader Service解决方案简化了支付功能的开发和集成,同时大大降低了设置和维护成本。用户可以方便地将支付卡信息添加到由Fit Pay,Inc.(纳斯达克代码:NXTD)提供支持的Garmin Pay钱包中,然后与手表里的虚拟钱包同步。因此,Garmin用户可以在运动中享受安全便捷的支付体验。

恩智浦资深副总裁兼安全交易与身份识别业务线总经理Rafael Sotomayer表示:“恩智浦被认定为支付生态系统的首选提供商,为全球许多最高端的应用提供值得信赖的安全防护、认证和端到端NFC解决方案。恩智浦的PN80T SE和NFC解决方案令Garmin以及其他公司能够迅速向市场推出安全便捷的支付体验。”

智能、坚固、时尚,vívoactive 3智能手表具有内置GPS以及超过15种预装的运动应用程序。具有健身和健康监测工具,如体能年龄和全天侯压力跟踪,vívoactive 3是运动与支付的理想伙伴。最新的Forerunner 645 Music具有音乐集成、性能监测工具以及高阶跑步动态,以帮助运动员获取所需数据。无论是和朋友一起外出跑步、赛前准备还是停下来吃点东西,Forerunner 645 Music都适合全天佩戴。Garmin Pay主要支持Mastercard和Visa的借记卡和信用卡,其所支持的发卡银行阵容正在不断扩大中。把这些卡放入Garmin Pay钱包中,可以给用户带来与实体卡相同的优势和好处,还能获享腕上支付的便利。

Garmin全球销售副总裁Dan Bartel表示:“通过与恩智浦合作,我们可以更好地为客户提供最好的运动生活方式。这项技术应用于vívoactive 3和Forerunner 645 Music上,让客户可以把现金和信用卡留在家中,在支持NFC支付的地方安全地进行购买。”

Mastercard智能设备业务资深副总裁Kiki Del Valle表示:“我们想为持卡人提供选择,安心地通过轻碰或触摸,在各种联网的设备上进行更安全的数字支付。将Mastercard的令牌(Token)服务与恩智浦的平台相结合,我们将为每笔交易创造类似于EMV标准的安全性,并为消费者带来简单、快速和安全的支付体验,以满足他们对Mastercard的期望。”

关于PN80T NFC解决方案

凭借在手机应用中的大量部署,恩智浦正走在可穿戴设备移动支付技术领域的前列。恩智浦的PN80T解决方案是行业首款40nm SE产品,以独特的方式解决了不断增长的可穿戴设备市场在尺寸、功耗、安全性、性能和易于集成方面所面临的关键性行业挑战。此款创新型芯片解决方案集合了一流的RF性能、出色的NFC天线设计灵活性和先进的安全元件性能,可实现快速交易和现场更新,进而能够带来更加出色的最终用户体验。恩智浦的Loader Service包含在PN80T和恩智浦PNXX系列NFC模块中,预先在模块安全元件上完成配置,以便开发人员能立即访问Loader Service。这种配置解决方案令任何小型或大型、本地或全球服务提供商都能轻松部署安全的NFC应用程序。

有关详细信息,请访问: https://www.nxp.com/products/identification-and-security/nfc:MC_71110

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恩智浦i.MX6ULL系列芯片是一个高性能、低功耗、高性价比处理器系列,其基于ARM Cortex-A7内核,主频可达900MHz。i.MX 6ULL应用处理器包括一个集成的电源管理模块,可以省掉外部的PMU,降低了外接电源的复杂性,并简化了上电时序。这个系列的每个处理器提供多种存储器接口,其中包括16位LPDDR2、DDR3、DDR3L、NAND闪存、NOR闪存、eMMC、Quad SPI和各种其他接口,用于连接外围设备,如WLAN、Bluetooth®、GPS、显示器和摄像头传感器。

为了加速基于NXP i.MX6ULL及i.MX6UL芯片的产品设计,米尔电子联合恩智浦推出了高质量和高性价比核心平台MYC-Y6ULX系列核心板及MYD-Y6ULX开发板,该系列产品主要面向工业控制及通信、HMI、智慧医疗、物联网网关等应用。MYC-Y6ULX核心板批量价格只需99元人民币起售,并且提供长达10年的供货周期,为广泛的工程师和企业用户提供了最佳性能和最优成本的组合选择。

MYC-Y6ULX核心板采用高速8层PCB和高密度邮票孔接口,在仅为极为紧凑的尺寸(37mm*39mm)上板卡配置了i.MX6ULL/i.MX6UL主芯片、高速DDR3、NAND Flash(或eMMC)以及以太网口PHY芯片,并提供了串口、CAN、SPI、ADC、PWM、I2S、Camera、JTAG、LCD、I/O等总计140脚的信号引出接口。MYC-Y6ULX核心板采用了高保护屏蔽罩,进一步提升防护等级。同时,核心板经过严格的各项性能测试,确保产品在各种复杂环境下的长期可靠运行。

MYD-Y6ULX开发板由MYC-Y6ULX核心板和底板组成,MYD-Y6ULX开发板提供丰富外设硬件,板载了Mini PCIE接口(用于4G模块)及SIM卡槽、WIFI芯片及天线接口、双百兆网口、LCD液晶接口、音频接口、带隔离的CAN、RS485、RS232等。米尔提供的Linux4.1.15系统经过定制,能帮助客户降低软件开发难度,缩短产品开发周期,优化系统代码质量,减少研发成本的投入。

日前,米尔电子已于其网站提供MYC-Y6ULX和MYD-Y6ULX样品销售。同时,作为恩智浦的技术设计合作伙伴,米尔电子也提供基于i.MX6ULL/i.MX6UL的软硬件定制服务,以支持客户加速基于该系列芯片的产品设计。

更多MYC-Y6ULX核心板产品详情: http://www.myir-tech.com/product/myc_y6ulx.htm

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恩智浦HomeKit SDK现在支持Apple HomeKit全部传输协议,包括Bluetooth®低能耗(BLE) 4.2、Wi-Fi®、以太网和iCloud远程访问,适用于恩智浦所有微控制器和微处理器

恩智浦半导体(纳斯达克代码:NXPI)今日宣布,旗下的Apple HomeKit软件开发套件(SDK)现已全面支持采用HomeKit的家居自动化应用,提供出色的性能和高级安全性,而且支持全部连接方案,包括BLE、Wi-Fi、以太网和iCloud远程访问。

HomeKit是iOS中的一个框架,能够让各种配件无缝连接,帮助人们通过iPhone、iPad和Apple Watch中的Apple Home应用更好地管理家居环境。它提供一系列通用协议,让各类配件能够简单安全地协同工作,消费者只需使用Siri即可控制这些配件。HomeKit利用端到端加密技术奠定了牢固的安全基础,为客户提供iPhone或iPad与支持HomeKit的配件之间的安全连接。

恩智浦HomeKit SDK适用于多种系统配置,从超低功耗无线单芯片微控制器(MCU)系统(如Kinetis KW41Z和KW31Z),到由主机处理器(如Kinetis、LPC或i.MX,运行HomeKit配件协议(HAP)和配件应用程序)及无线电组成的双处理器系统。很多Kinetis MCU和i.MX应用处理器提供多种高级安全功能,例如加密密钥存储、软件和系统保护选项、硬件随机数生成器(RNG)和集成系统篡改检测。

恩智浦半导体微控制器与连接解决方案事业部副总裁Emmanuel Sambuis表示:“HomeKit引领消费者接受智能家居,提供开放平台,允许配件通过iPhone或iPad安全地无缝协同工作。恩智浦丰富的MCU、应用处理器和跨界处理器增加了HomeKit支持之后,配件制造商便可享受到该平台提供的各种好处,包括Siri语音控制、iCloud远程访问、简易配置、内置固件升级支持以应对消费者需求的用户API,使得各类家居自动化产品能够快速高效地完成设计。”

支持的其他重要特性包括:

1、调试模式,提供用户API可见性并选择应用参数
2、实现虚拟配件,可用作产品开发的出发点,甚至可在尚未获得全部应用硬件的时候进行

Allegion®的Schlage Sense™智能门锁成为第一款全面支持HomeKit、基于恩智浦Kinetis技术的产品。Schlage解决方案兼容HomeKit,同时充分利用了恩智浦Kinetis K11 MCU的高性能和安全功能。它旨在帮助用户通过iPhone、iPad或Apple Watch控制门锁。Schlage Sense™解决方案还帮助用户管理和存储多个门禁码,并且共享电子门禁。

上市时间和支持

恩智浦支持HomeKit的SDK现已发布: www.nxp.com/homekit

该SDK包括免版税的恩智浦BLE主机堆栈(其中包含大部分GATT Profile,完全符合BLE 4.2规范),并支持多个恩智浦MCU和处理器通过Wi-Fi组网。此外,我们还为客户提供恩智浦专业服务,帮助客户进行硬件和软件开发以及系统集成和定制。

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全新的无线微控制器(MCU)系列开启了通过智能手机、汽车共享和车辆诊断实现蓝牙控制汽车门禁和个性化的开发之路

恩智浦半导体公司今天宣布推出Kinetis KW35/36 MCU系列,这是业界首个集成CAN-FD连接功能的汽车级蓝牙5-ready无线MCU系列。其AEC Q100-Grade 2温度范围配合最新的蓝牙技术,使得这个全新MCU系列能够在汽车应用中提供卓越的耐用性和性能。

Kinetis KW35/36蓝牙技术旨在简化汽车中的蓝牙连接功能集成,使汽车制造商能够为消费者提供更多的便利,通过智能手机来控制许多功能,例如解锁汽车、与朋友或家人远程共享钥匙、个性化调整座椅位置以及温度和信息娱乐设置、控制车辆内外照明等。作为汽车和安全解决方案的市场领导者,全新Kinetis KW35/36无线MCU系列为公司的汽车安全访问组合提供了补充,可在当前被动无钥门禁和启动系统之外增添智能手机汽车门禁选项。新兴的BLE智能手机汽车门禁系统通常配备NFC备份选项来应对低电量情况。MCU的蓝牙连接也可以用于传递汽车诊断结果,例如轮胎压力监测系统(TPMS)以及电量和燃料水平。

“我们在汽车领域拥有深厚的客户关系和领先地位,Kinetis KW35/36无线MCU系列再次印证我们致力于提供创新解决方案,为世界各地的驾驶者带来更好的体验。该系列是业界首款集成CAN-FD的汽车级BLE系列MCU,可轻松整合到汽车内部通信网络中,”恩智浦微控制器与连接解决方案事业部副总裁Emmanuel Sambuis表示。“我们始终坚持为驾驶者提供更安全的互联体验的目标。将我们的连接技术与汽车级应用需求相结合,将为汽车制造商和驾驶者开创新的机会。”

Kinetis KW35/36 MCU系列的特点:

• 八个并发安全连接,供多位授权用户使用
• 用于智能手机到汽车连接的硬件和软件功能
• 低功耗,延长电池寿命
• 蓝牙5认证软件协议栈
• CAN和LIN驱动程序,可轻松集成到汽车内部通信网络中
• 6 mm x 6 mm QFN封装,采用可湿性侧面封装技术,便于光学检测焊接,降低成本,提高可靠性
• MCUXpresso软件和工具,易于开发
• 适用于Kinetis KW35/36 MCU的FRDM-KW36开发板,提供2.4 GHz BLE和通用FSK无线连接以及 CAN/LIN有线连接解决方案
• USB-KW41Z USB dongle,用于嗅探器操作

上市时间

全新Kinetis KW35/KW36 MCU系列现在提供样品,将在2018年第2季度量产。

有关详细信息,请访问 www.nxp.com/Wireless/KinetisKW35

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LPC8N04融合NFC和微控制器(MCU)技术,可实现各种标签和配置应用的能量收集和无线通信

恩智浦半导体公司今日宣布推出全新LPC8N04 MCU。LPC8N04 MCU是快速扩展的32位MCU LPC800系列(基于ARM® Cortex®-M0+)的最新产品。LPC8N04 MCU经过优化,集成具有能量收集功能的近场通信(NFC)接口,可满足市场对经济高效、短距离双向无线通信日益增长的需求。

随着NFC读卡器技术的飞速发展和当今智能手机丰富的图形显示能力,结合基于iOS和Android应用程序的开放式开发人员生态系统,NFC技术的使用已经超出了最初的点即付构想。LPC8N04 MCU使开发人员能够快速实施广泛的解决方案,利用系统诊断或环境条件实现更智能的标记体验。凭借灵活通信模式的附加优势,现在的解决方案也可以将数据推送到基于LPC8N04 MCU的边缘节点,例如在设备设置、配置或定制中。

“恩智浦的LPC8N04 MCU集成NFC技术,为全球微控制器领域带来独特的技术和创新,延伸了我们颠覆市场的历史。”恩智浦资深副总裁兼微控制器业务总经理Geoff Lees表示。“我们很高兴能够展现NFC技术的威力 - 迎来新一轮的消费者和工业物联网应用浪潮。”

LPC8N04 MCU的主要特点包括:

ARM Cortex-M0 +内核,具有四种灵活的电源模式
集成32 KB闪存、8 KB SRAM和4 KB EEPROM
具有能量采集功能的NFC/RFID ISO 14443 A型通信,支持多种标签和配置应用
集成温度传感器,精度为+/-1.5°C
两个串行接口和12个GPIO
1.72至3.6 V工作电压,-40°C至+ 85°C温度范围(环境)
低成本,小尺寸QFN24封装
请访问
www.nxp.com/LPC8N04 了解更多信息。

支持器件和上市时间

LPC8N04开发板(OM40002)支持这款新型MCU,提供与MCUXpresso、Keil和IAR IDE兼容的易于使用的代码示例。

LPC8N04 MCU现在提供样品。恩智浦正与其分销商合作展示该MCU的功能,将于2018年1月在全渠道范围供货,并提供完整的生态系统,包括工具、技术支持和完整的参考设计,以便快速上市。

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业界首款基于ARM®Cortex®-M7的跨界处理器,达到3020 CoreMark得分和1284DMIPS,并可在600 MHz时提供20纳秒的中断延迟 - 现已上市,价格在同类解决方案中极具优势

恩智浦半导体(纳斯达克代码:NXPI)正式推出了i.MX RT 系列跨界解决方案,实现了高性能、高集成的同时最大限度地降低成本。随着市场对更加智能和更具“意识”的节点运算需求越来越大,节点设备对物联网(IoT)的发展愈加重要,人们希望节点设备能提供最低的成本、最高的计算性能以及更可靠的安全性及隐私保护。然而这些必需的功能,例如图形和显示支持以及无缝的连接性,不仅增加了系统级成本,而且延长了产品上市时间。

恩智浦通过构建i.MX RT跨界处理器来应对这一挑战,在提供应用处理器的高性能和功能的同时,还具有传统微控制器(MCU)的易用性和实时确定性操作。理想的应用包括音频子系统、消费和健康保健、家庭和楼宇自动化、工业计算、电机控制和电力转换。

全新的跨界处理器提供高水平的集成和丰富的用户体验(图形、显示和音频),同时降低系统级成本。i.MX RT具有大容量静态随机存取内存(SRAM)和集成DC-DC,可提供前所未有的性能,让您的每笔投入均物有所值。为外部存储器提供快速和安全的接口,不需要嵌入式闪存,从而降低了产品成本并显著降低了闪存编程成本。

“我们看到,嵌入式设计师被迫在最终产品的性能和成本之间作出权衡。i.MX RT在这两个领域实现了令人印象深刻的飞跃,这表明恩智浦的创新和对真实市场需求的理解。”EEMBC总裁Markus Levy表示。“这种独特的方法将彻底改变数千个IoT应用中的嵌入式设计。”

性能与功率比较

全新的i.MX RT1050是基于ARM Cortex-M7的最高性能设备,具有实时操作和应用处理器级功能。在600 MHz时,它比任何其他Cortex-M7产品的运行速度快50%,比现有Cortex-M4产品快两倍多。通过将这种高性能与Cortex-M7内核相结合,实现了低至20ns的中断延迟 - 是全球所有基于ARM Cortex的产品中最低的延迟时间。此外,通过集成512KB的紧耦合内存(TCM) SRAM,为实时IoT应用保持了非常高的有效内核性能。

集成的DC-DC转换器不仅消除了对外部PMIC的需求,而且使运行功率效率(每mW的CoreMark得分)比同类竞争MCU解决方案高2-4倍。基于110mA/MHz (全功能操作)的能耗表现,i.MX RT1050比基于Cortex-M7的同类竞争MCU要高2-3倍。

整合和易用性

i.MX RT1050可通过多种外部存储器接口选项实现高级GUI、增强型HMI以及更大的设计灵活性。高安全性嵌入式设计可以通过AES-128的高效加密引擎、高度安全启动(HAB)和实时QSPI闪存解密来实现。

MCU客户可以利用其当前的工具链,包括MCUXpresso软件和工具、IAR系统和ARM Keil MDK,节省时间并实现工具的重复使用。使用开源实时操作系统(包括FreeRTOS、ARM Mbed™操作系统、Zephyr™操作系统以及提供软件库、在线工具和支持的全球ARM生态系统)可以实现快速开发和简单的原型创作。使用与Arduino™硬件接口兼容的低成本评估套件(EVK),还可以进一步加快开发速度。而恩智浦即时可用的USB C型屏蔽板可通过Arduino接口与i.MX RT配合使用,进一步降低开发难度。

“RT给市场带来了巨大的变化。它使客户能够在保持现有工具链和生态系统的同时,提升到应用处理器级的性能。与各种各样多引脚封装MCU相比,对低引脚数串行闪存编程也更容易。”恩智浦微控制器资深副总裁兼总经理Geoff Lees表示。“请继续关注,GHz Cortex-M的竞赛已经开始。”

产品定价和上市时间

更为重要的是,i.MX RT系列的高性能和功率效率都建立在合理的价格之上。而且,支持使用2-4层PCB设计也可大大降低BOM成本;与对MCU片上闪存编程相比,对外部闪存编程也可实现成本节省。

i.MX RT包括以下两个系列,可实现功能、定价和封装上最大的灵活性。

• i.MX RT1050现已上市,10K数量起始价2.98美元
• i.MX RT1020将于2018年第2季度上市,10K数量定价为2.18美元

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前15家顶尖汽车制造商中有8家已经在即将推出的车型中采用了恩智浦S32平台

• 性能比目前表现最好的汽车安全平台高十倍[1]
• 应用程序内的软件开发工作减少90%,跨应用程序的开发减少40%以上。[2]
• 令汽车安全,防护和空中(OTA)能力迈上新台阶

恩智浦半导体[3](纳斯达克代码:NXPI)发布针对互联汽车、电动汽车和自动驾驶汽车的全新控制和计算平台。恩智浦S32平台是全球首个完全可扩展的汽车计算架构,[4]即将被高档和普通量产汽车品牌采用。S32平台提供了微控制器/微处理器(MCU/MPU)的统一架构,为不同应用平台提供完全相同的软件环境。恩智浦S32平台能够应对未来汽车开发的挑战,通过大量的架构创新设计,使汽车制造商能够以比以往更快的速度将丰富的车载体验和自动驾驶功能推向市场。

现代汽车是各种应用和不同软件策略构成的复杂综合体,为此,汽车制造商面临着严峻的整合挑战。据汽车行业的估计,先进汽车的代码行数比现代客机的还多。[5]这种复杂性使得一级供应商和OEM厂商面临巨大的压力,必须在日益紧张的上市时间的约束下满足市场对于更多电子功能的期望。

恩智浦发布全新汽车处理器平台,加快未来汽车上市速度

恩智浦全新的S32平台能够应对上述挑战,采用业界最高性能的MCU[6],可顺利过渡到MPU的性能,并在各种汽车应用中采用完全相同的软件开发环境。全新的软件环境允许开发人员重复利用昂贵的研发工作[7],因此能更快响应不断变化的汽车架构,满足紧张的上市时间需求。开发S32平台是为了能在多个应用空间内提供符合汽车标准的质量、可靠性和ASIL D性能。

IHS Markit的汽车电子和半导体高级首席分析师Luca DeAmbroggi表示:“传统的和新兴的汽车制造商,甚至不仅仅是一级供应商,都寻求采用标准化方式在不同的汽车域、细分市场和地区开展工作,以满足日益提高的性能需求,同时确保产品能够快速上市,并控制开发成本的飞涨。通用架构和可扩展方法可以同时将域内关键应用(如ADAS、自动驾驶或连接)的硬件和软件开发时间缩短。”

恩智浦S32架构为汽车开发带来的改变

• 跨产品可扩展性——S32平台涵盖了业界最广泛的性能范围,从小型低功耗ARM® Cortex®-M、实时优化型Cortex-R到最高性能的Cortex-A级性能等级,每个性能级别都满足ASIL D要求。

• 空中更新——S32平台可通过安全网关和通用域架构为任何采用了S32平台的汽车域提供零停机时间OTA功能,并支持回读全回溯选项。

• 安全性——S32平台为S32系列推出的多款新SoC带来了恩智浦的最佳核心安全理念,提供可扩展的解决方案,成为汽车行业的标杆。

• 通用IP集通过S32 SDK提供了一致的开发环境。可在不同域之间共享开发成果,并消除多个软件模块的重复部分。

• 每个微控制器的应用专用IP为安全网关、雷达、动力总成和电机控制等关键域的需求提供量身定制的硬件支持。

• 独特的技术独立架构——恩智浦彻底重新设计了整个微控制器系列的IP,打造了跨技术节点的通用功能,保障了硬件和软件行为的一致性。

• 人工智能——S32平台将支持针对ADAS应用的一系列AI加速器。这些加速器能加速算法,以支持视觉、雷达和传感器融合领域的对象检测和分类等功能。

引述

恩智浦半导体资深副总裁兼汽车微控制器和处理器产品线和软件总经理Matt Johnson表示:“我们对汽车未来的洞察力让我们重新评估了硬件和软件之间的相互关系。我们看到,为了构建未来汽车的软件,我们必须重塑硬件。我们构建的硬件允许在不同产品和应用中采用完全相同的软件开发环境,从而显著减少软件开发的工作量,缩短产品上市时间,我们的客户也对此非常期待。”

可用情况

领先的OEM厂商正在使用我们主要的第三方合作伙伴提供的芯片前期仿真和开发工具。预计我们的合作伙伴即将发布有关这些功能的进一步讯息。

备注

[1]基于竞争对手公开发布的路线图性能声明。
[2]根据对现有客户应用程序中恩智浦软件代码的分析,恩智浦预计软件重复利用率在域内和不同汽车域之间将分别高达90%和40%以上。
[3]来源:Strategy Analytics 2016
[4]硬件和软件的可扩展性:从512kB嵌入式NVM的M级处理器直到运行DDR内存的1GHz A级处理器。
[5]来源:Informationisbeautiful.net
[6]恩智浦S32平台处理能力高达6000 ASIL-DMIPS,根据目前的公开信息,最接近的竞品是3000 ASIL-DMIPS。
[7]S32具有良好的软件兼容性,使客户能够跨多个产品线重复利用相同的软件。

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恩智浦全新的3 x 3 x 0.9 mm 封装S08 MCU进一步扩展了其SU08 MC产品系列,以此满足市场对于微型8位MCU的广泛需求

恩智浦半导体宣布推出其最小的8位S08微控制器(MCU) - MC9S08PA4AVDC微控制器。这款产品采用全新封装,尺寸仅为3 x 3 x 0.9 mm,可在不增加BOM成本的前提下,助力攻克未来技术面临的PCB空间不断缩小的技术难题。MC9S08PA4AVDC可用于各种需要使用微型MCU的尺寸受限类应用,比如工业控制、BLDC电机控制和物联网(IoT)控制。

MC9S08PA4AVDC MCU的问世,丰富了恩智浦低成本、高性能HCS08系列8位微控制器阵容。这款新型MCU采用增强型HCS08中央处理器,并提供多种外设、存储器容量和产品类型。凭借8位S08内核,MC9S08PA4AVDC MCU工作在全温度范围内(工作电压范围为2.7V至5.5V)的总线频率高达20 MHz,在苛刻的工业和用户接口环境中具备更高的耐用性、灵活性和可靠性。此外,该MCU还将多达4KB闪存、128字节EEPROM和512字节RAM全部集成在单一芯片中。

恩智浦的S08微控制器(包括最新的MC9S08PA4AVDC)均可使用CodeWarrior作为独立开发工具(IDE),MC9S08PT60 塔式系统(TWR)是一款低成本的独立演示板,旨在演示MC9S08P系列的功能。它预置有演示程序,能够经济高效地快速实现产品评估和应用开发。

恩智浦正不断拓展8位MCU市场,这款采用全新微型封装的产品适时推出,势必能够帮助客户在开发新的解决方案时节省系统尺寸和BOM成本。

产品定价和上市时间

MC9S08PA4AVDC MCU现已上市。如需了解更多信息,请访问www.nxp.com/s08p

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本文介绍了车用无传感器BLDC堵转检测的重要性以及实现的方法,分别讲述了六步方波堵转检测以及FOC正弦波堵转检测的方法。重点介绍了基于S12ZVM的FOC正弦波堵转检测的原理、代码实现和测试。最后总结了S12ZVM在车用BLDC电机控制中的优势,特别是对于FOC正弦波控制而言。有了恩智浦强大的汽车电机Enablement,AMMCLIB,FreeMASTER、MCAT、ToolBox等等,很多复杂的功能和算法实现起来都容易了很多。本文希望对于使用S12ZVM来开发BLDC项目的工程师,能起到一定的帮助作用。

随着汽车自动化程度不断提高,电机在汽车上的应用也越来越广泛。无论是传统燃油汽车还是新能源汽车,电机作为执行器,扮演着越来越重要的角色。汽车电机大家族里面有一类电机叫流体控制类电机,包括各类风扇、鼓风机、水泵、油泵以及压缩机等。这些电机目前很多都已经使用无刷直流电机(BLDC),或者在往无刷直流电机切换的过程中。无刷直流电机有着高效、高可靠性的特点,再加上流体类电机几乎不工作在低速区,因此无传感器的无刷直流电机控制就特别适合汽车的这些应用。

无刷直流电机的无传感器控制一般包含方波控制和正弦波控制。无论是哪一种控制方式,由于没有传感器信号的接入,一旦遇到外界阻力或者巨大的负载突变,都可能会使得系统进入到堵转状态。在这种堵转状态下,电机只是原地抖动并消耗电流,而系统会处于异常状态。长时间保持这样的状态,无疑是有害的。

众所周知,对于有传感器的无刷直流电机系统,堵转检测就变得很简单了。只需要检测传感器信号是否在正常刷新就可以了,而对于无传感器系统,可靠的堵转检测就变得没那么容易了。本文会就这个议题进行详尽的解析,希望可以起到抛砖引玉的作用,对大家无传感器的无刷直流电机控制项目起到实际的帮助作用。

一. 六步方波无传感器BLDC堵转检测

对于直流无刷电机的无传感器六步方波,转子位置信息的获取是通过对三相反电动势信号进行采集、比较和计算得到的;其转速也是通过根据过零点的时间差计算得来的。其系统框图如图1所示。但如何来实现其堵转检测功能呢?NXP的无传感器BLDC方波控制方案给出了答案,总体思路就是对反电动势过零的周期进行判断。如果反电动过零周期异常并持续一段时间,就触发堵转检测。在AN4704的参考程序中,StallCheck函数就是实现堵转检测的。可以看到首先该函数对6个过零点周期进行判断,找出最大值和最小值;然后再计算6个过零点周期的平均值;接着对过零点周期平均值和最大值的一半以及过零点周期平均值和最小值的2倍进行比较,如果过零点周期平均值小于最大值的一半或者大于最小值的2倍,那么就属于异常状态,堵转检测故障因子就增加。另外一点就是还要考察如果过零点周期的最小值,看其是否小于设定的堵转检测换相周期最小值,如果是的话,堵转故障因子也增加。如果以上的条件都不满足的话,堵转因子就减小。最后判断堵转因子的值如果超过设定值,就产生堵转事件停机。

基于S12ZVM的车用无传感器BLDC堵转检测方法探讨
图1 无传感器BLDC方波控制系统框图

经过实践的证明,无论是启动阶段还是正常运行阶段,该堵转检测方法都可以可靠且有效的检测出堵转事件。其后面的物理含义也是比较好理解的,我们都知道电机正常运行时,一个电周期中有6次换向,对于大部分流体类应用,连续的6个换向周期内不会存在很大的突变,因此其平均值和最大值及最小值的差距不会特别大,且最小值也不会特别小,因此这两个判据是可以可靠的把堵转事件给检测出来的。

相应的代码请参考AN4704的软件包里的StallCheck函数。当然,可以根据电机参数及实际应用,修改STALLCHECK_MIN_CMT_PERIOD和STALLCHECK_MAX_ERRORS的值。对于STALLCHECK_MIN_CMT_PERIOD参数,主要是考虑到电机的最高转速下对应的值,其越小,电机的转速越高,堵转事件发生的条件就越苛刻;对于STALLCHECK_MAX_ERRORS参数,实际上就是容错处理,其值越大,也是越不容易发生堵转事件。

StallCheck的流程图如图2所示。对于方波控制来讲,堵转检测确实不算复杂,那对于磁场定向控制的无传感器方案呢,堵转检测功能该怎么做呢?

基于S12ZVM的车用无传感器BLDC堵转检测方法探讨
图2 无传感器BLDC方波控制堵转检测流程图

二. 正弦波FOC无传感器堵转检测

目前对于无刷直流电机的无传感器FOC控制来讲,其堵转检测一般有两种方法,速度波动检测法和反电动势校验法。

2.1 速度波动检测法

速度波动检测法的基本思路就是在快速环路(电流环)内记录观测器输出的速度值,然后在慢速环路(速度环)内计算速度的平均值以及速度的波动。如果速度的波动超过设定的阈值就可以判断为发生了堵转事件。是不是感觉这种方法似曾相识呢。速度波动法和前面介绍的无传感器BLDC的方波控制堵转检测实质上是一个思路,那就是判断速度反馈是否合理。由于速度波动检测法本身比较简单,另外对于一些反电动势观测器来讲,在某些特定场景下,这种方法可能失效,特别是负载突变的时候,反电动观测器还会继续工作,电机相电流波形也很好,速度输出也会很稳定,但实际上电机并没有运行而是在原地抖动。基于这个原因,本文并不推荐速度波动检测法来检测堵转事件,也就不再花篇幅来深入下去了。另一方面,反电动势校验法则可靠很多,会是本文的重点。

2.2 反电动势校验法

目前反电动势校验法是检测无传感器FOC方案的主流方案。接下来会重点介绍该方法的原理、代码实现及测试等。

2.2.1原理

对于无传感器的FOC控制,恩智浦方案中最常用的是反电动势观测器,其框图如图3所示。该观测器将αβ坐标系的电压和电流通过Park变换到垂直的γδ坐标系。而γδ坐标系和同步坐标系dq之间的角度差是θerr。后面的Position Tracking Controller实际上就是个PLL,目标是锁定θerr=0;从而确保输出的θestim和转子真实的位置重合。图4为γδ坐标示意图。

基于S12ZVM的车用无传感器BLDC堵转检测方法探讨
图3 反电动势观测器和PLL框图

基于S12ZVM的车用无传感器BLDC堵转检测方法探讨
图4 γδ坐标系示意图

由图3可以看到back-EMF State Filter的输出是γδ坐标系的反电动势。当γδ坐标系与dq坐标系重合的时候,Eδ实际上就是Eq。如果观测器正常工作,Eδ的输出是和转速成正比例的,转速稳定的情况下,Eδ也是平稳的。从另一个角度来看,对于q轴反电动势,如果知道反电动势系数和转速,也是可以根据公式来计算得到的。这样就会有两种途径来获得q轴的反电动势,一个是从观测器输出得到,另一个是从转速和反电动势系数得到。如果两个途径得到的反电动Eq相差比较大,超出了阈值,就可以判定为堵转事件。原理图框图如图5所示。

基于S12ZVM的车用无传感器BLDC堵转检测方法探讨
图5 反电动势校验法原理框图

2.2.2 代码实现

由于恩智浦在汽车电机控制上的积累,使得AMMCLIB(Automotive Math and Motor Control Library)非常适合于汽车电机的应用。无论是数学运算还是各种滤波器,目前AMMCLIB都能很好的支持,同时AMMCLIB还集成了包括扩展的反电动势观测器在内的诸多高级电机控制算法。AMMCLIB可以说是为汽车行业量身定做的,其满足SPICE LEVEL 3标准。因此本文的代码也是基于AMMCLIB来写的。

上面的原理框图中,ε为允许偏差范围百分比;如果允许20%偏差,那么ε=0.2;Ke与Ke_offset可以通过实验的方法得到。举例说明如下,比如恩智浦的演示电机,可以分别让其跑在1000RPM、2000RPM、3000RPM以及4000RPM稳定转速下,分别得到其Eq值和转速值。然后做一个线性方程就可以解出Ke和Ke_offset,理论上两个点就可以了。然后设置一个合理的ε值,比如20%。这样就可以算出来Eq的变化范围,然后去比较Eδ和Eq的范围边界,如果出界,ErrorCounter加1。如果在一定的Counter范围内,ErrorCounter超出设置阈值,则判断为堵转事件发生。图6对Eδ的允许范围做了很清晰的描述,如果Eδ不在蓝色的范围带内,就说明观测器输出是异常的,积累一定次数后就可以判定堵转事件。然后就可以进入到堵转故障处理程序了,通常是停机,然后尝试重新启动。这部分代码实现不算复杂,目前实现该功能的基本代码已经写好了,限于篇幅的原因,就不直接放出来了。

基于S12ZVM的车用无传感器BLDC堵转检测方法探讨
图6 反电动势Eδ允许的范围示意图

2.2.3 测试

堵转检测的测试主要考察两个方面,一个是启动阶段,一个是正常运行阶段。测试平台采用恩智浦的S12ZVMx12EVB开发套件,搭配12V电源和示波器。如图7所示。

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图7 无刷直流电机堵转检测平台

测试1:启动阶段用手堵住电机的圆盘,然后启动电机运行,目标转速1000RPM。因为电机被堵转,没法转动,此时电机出现抖动,电流保持正弦。此时堵转检测功能没有使能,电流激励一直维持。

测试2:其他条件和测试1一致,使能堵转检测功能。电机在抖动几秒后触发了堵转故障,成功了检测出了堵转故障。重复10次每次都可以成功。

测试3:其他条件和测试2一致,但没有在启动前就堵转电机,而是等待进入速度闭环,也就是稳定跑到1000RPM时,突然施加外力到圆盘上,电机在励磁几秒后触发了堵转故障,成功的检测出堵转事件。整个测试故障可以在FreeMaster上进行查看,一个触发成功的图片如图7所示。

基于S12ZVM的车用无传感器BLDC堵转检测方法探讨
图8 FreeMASTER上堵转故障被触发

测试结论:该堵转检测方法经过测试验证是有效的。

三. 总结

本文所用的测试平台就是恩智浦的S12ZVM系列,属于MagniV家族重要成员。S12ZVM内部集成了电源(LDO)、功率器件的PreDriver(GDU)、通信接口(LIN、PWM或者CAN)以及S12Z内核的高速高效率单片机。总之,S12ZVM是一个高度集成的智慧型产品,非常适合一体化BLDC的驱动。

以下罗列S12ZVM对于FOC控制的诸多优点,还有很多优点都没法一一罗列,用过的都知道。

1. 内核以及PWM时钟最高100MHz,总线速度可达50MHz;

2. 双路12位ADC,可同时支持两相电流采样,确保电流精度;

3. 内置双运放,运放输出直连比较器,确保硬件保护的可靠;

4. PTU、ADC以及PWM协同工作实现DMA搬运数据,可以在PWM的任意位置触发ADC,且非常适合需要动态更改和多次触发的场景;

5. 恩智浦的FreeMASTER搭配MCAT,FOC控制so easy;

正因为恩智浦强大的芯片和Enablement的支持,BLDC的控制就变得简单了很多,而且在这个平台上开发其他功能也简单了。本文就是基于恩智浦的Enablement开发了无传感器BLDC的堵转检测功能,从BLDC方波到FOC正弦波,都给出了解决方案。

转自: 周立功单片机

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导读:MCU目前出现两大阵营,一种是传统的通用型MCU,另一种是SoC型MCU,它们分别在新兴市场发挥各自优势。各大半导体巨头也迅速地进入MCU的异构集成领域,这会对嵌入式产业及产品以及技术发展带来哪些巨大影响?

业界声音

1、针对MCU新出现的趋势,工程师们这样选型
(嵌入式系统联谊会秘书长 何小庆)

现在的MCU主要分为两类:专用的SoC型MCU和通用型MCU。SoC型MCU在市场上的产品很多,这类芯片的出现,从厂家的研发到推广的力度,都比通用型MCU要大和强。像TI公司目前ARM类的MCU就是以SoC的MCU为主,并且针对IoT 领域。

MCU的异构集成会加速哪些技术领域的变革?

恩智浦与Freescale 合并后,在SoC 型MCU的研发力度比以前要大。恩智浦现在两条腿在走路,一方面拥有通用型的MCU(比如54xx系列),另一方面拥有SoC型的MCU。目前的市场现状是:坚持通用型线路的MCU生产厂商为数不多,ST公司的Cortex-M0/M3/M4/ M7系列还在此行列,目前拥有900多种产品;Silicon Labs的Gecko (小壁虎)系列也一直在走通用型路线,最近几年,Silicon Labs专注在无线领域SoC型MCU上,内核还是沿用小壁虎的内核,外围电路集成蓝牙和ZigBee功能,Silicon Labs比较擅长关于IoT的Thread网络协议栈。
MCU的异构集成会加速哪些技术领域的变革?

从开发者的角度来讲,该选择通用型MCU还是SoC型MCU呢?可以从以下4方面来考虑:

①从技术的角度选择MCU:审视所要做的产品所涉及的无线协议的标准是否成熟。如果技术很成熟,又有许多成熟的产品在应用,无论是RF的硬件技术还是IP软件技术,我们选SoC型MCU的风险比较小,因为其把所有功能集成在一起,一旦出现问题,依靠厂家才能帮助解决。反之,如果工程师在做一款新的通信标准的产品,那么还是选择通用型MCU+外围无线通信模块的组合方式为好,这样当通信的硬件或软件不成熟时,我们可以更改外围电路部分,主控模块的软件部分则不用做修改。

②根据产品来选择MCU:当工程师要设计尺寸特别小的可穿戴设备时,比如智能手环或手表,肯定会首选SoC型的MCU,比如选择集成了蓝牙芯片的里边携带一颗ARM Cortex M3或M4的MCU,这样的好处是不仅节省了很多元器件,减小了整个PCB尺寸,而且功耗更低,给产品带来更大的竞争性。如果是工业类产品,对尺寸无特殊要求,那么可以任意选择MCU的类型。

③考虑已有的产品平台:工程师要考虑到,企业是否已有通用的MCU平台,企业往往不止开发一款或一个系列的IoT产品,而是有多条产品线,数十人或几百人的团队在做项目。如果公司已有通用型平台,那么就要选择一款通用型的MCU,像恩智浦的LPC系列。在企业已有大量已经开发好的软件的状态下,就不会特别赞成工程师们选择SoC型MCU。

④根据价格和供货角度选择MCU:通用型的MCU市场竞争激烈,MCU本身的价格会更便宜;做整体方案时,要考虑供应链的问题,在选择某个公司的某一款SoC型 MCU时,替代性比选择通用型MCU加外围通信模块的方案余地要小,若厂家的依赖度更大,当厂家的价格或供货周期出现问题,那么对产品正常的发货和影响会很大。通用MCU可替代性要好些,供货问题也是工程师朋友选择MCU的时候要注意的地方。

2、支持多种无线协议的SoC正在开启全新物联网时代
(Silicon Labs微控制器产品高级营销经理 Øivind Loe)

将各种功能集成到MCU中有许多益处,包括更低的解决方案成本、更小的占板面积和更高的功能集成度,进而可产生更高的性能和更低的功耗。为了满足物联网(IoT)市场的需求,市场上已经出现了一类全新的、高度集成的、支持多协议连接的无线MCU。我们认为,这类多协议无线MCU(也称多协议SoC)正是异构MCU的一种形式。

MCU的异构集成会加速哪些技术领域的变革?

作为将硬件和软件工程工作结合在一起的结果,我们看到能够支持多种无线协议的无线MCU和SoC实现了快速增长。这些多协议器件开启了全新的物联网功能,例如在其他无线网络协议中实现简化的设备配对和蓝牙信标功能。多协议SoC也支持在所部署设备的生命周期中对它们进行无线更新,并且提供了一种简单的方法可以与传统的专有协议协同工作。开发人员力图在简化终端节点设计的同时添加无线连接功能,目前,来自多家供应商的、先进的多协议、多波段SoC正在为他们提供更大的灵活性和更多的开发选择。

Silicon Labs的多协议Wireless Gecko SoC可以为物联网设备提供灵活的无线连接和价格/性能选择。Wireless Gecko产品系列集成了强大的ARM Cortex-M4内核、节能的Gecko技术、高达19.5dBm输出功率的2.4GHz无线收发器,以及先进的硬件加密技术。Wireless Gecko SoC提供用于网状网络的最佳Thread和ZigBee®协议栈、用于专有协议的直观的无线软件接口、用于点对点连接的Bluetooth Smart,以及用于简化无线开发、配置、调试和低功耗设计的Simplicity Studio工具,从而加速无线产品的设计。

3、提供全套软硬件系统解决方案,助力工程师研发项目
(Microchip 8位单片机产品部产品营销经理 Wayne Freeman)

归根结底,客户要寻找的是一个能满足其所有需求的全套系统解决方案。我们并不必费尽心思地将各种各样的功能物理集成到单颗MCU中;我们要做的是构建满足客户需求并能简化和缩短开发过程的解决方案。这些系统解决方案并非专注于独立元件,而是专注于一个融合软硬件的完整解决方案,它能辅助嵌入式设计人员更快地从阶段A进行到阶段B。这是我们从客户那里了解到的他们的期望,以及我们所看到的市场风向。

MCU的异构集成会加速哪些技术领域的变革?

Microchip提供的解决方案有集成多种功能的单颗芯片或可加快应用原型开发的交钥匙方案,从而使设计周期更短,更具成本效益。这种解决方案的重点是,通过降低客户对特定设计领域的专业知识的要求,使不同行业的客户均能受益。客户现在可以将连接或安防等元素看作一个个功能模块,在设计的整个生命周期随意添加而无需重新设计,进而轻松扩展应用的功能。

全套系统解决方案通过利用集成硅晶片、开发硬件和软件工具的生态系统,使得某一应用能在多个不同项目中重用。此外,在基于MCU的解决方案中,更高级别的集成允许工程师通过减少BOM和设计的总尺寸来满足设计的成本目标。例如,可将一款单片机与一台射频收发器集成到一个片上系统中,减小电路板尺寸,降低总功耗及设计复杂度,从而加快智能家居应用的开发过程。

这些技术改变降低了设计风险,同时赋予设计人员更大的灵活性,不仅使设计更快投放市场,而且还降低了系统成本。几乎所有行业(如消费电子、医疗、工业自动化及汽车等)均能从集成中获益。

4、异构集成推动嵌入式与IoT行业的整体进步
(恩智浦微控制器业务线高级工程师 宋岩)

嵌入式应用的众口难调与IoT应用的高速发展,是推动异构集成的原动力。通用CPU的通用性决定了它不能面面俱到,因此,加入专用的协处理器或可编程硬件加速引擎,顺理成章就成为取长补短的首选。比如高端的音频DSP和专用的安全处理单元,对于需要安全连接的智能语音识别和音频设计非常有好处;而图形图像专用硬件的集成,则打开了MCU平台进入高级HMI和视觉应用的大门。

MCU的异构集成会加速哪些技术领域的变革?

近年来,随着IoT与万物互联的爆发,需要无线和高频相关的硬件设计,以及多种传感器的使用。在MCU中集成无线模块、传感器融合算法加速引擎等,满足了IoT节点和穿戴设备的需要。说起异构集成自然要提到异构多核,这类集成留给用户发挥的空间最大。比如M4与M0+的集成,M0+可以做任务分担、负载均衡、硬件加速、组件隔离等多种应用场景,提高了能效和性能。A7+M4的异构,则更多发挥M核在能效和实时性的优势。

恩智浦在异构集成领域拥有全方位的产品和解决方案。比如双核的LPC4300与LPC54100系列通用MCU,集成了ZigBee、BLE和传感器算法加速的多款无线MCU(如QN/JN/KW产品系列),在新发布的i.MX RT上集成了可用于显示和摄像的像素处理加速管道,以及i.MX 7系列的A7+M4等配置。在今后的产品路线图中,恩智浦会在多种异构集成上持续创新,助力行业的整体进步。

编辑视角

目前的市场现状是,通用型MCU和SoC型MCU共同存在。最近一段时间,SoC型MCU的种类会更多一些,厂家也更多一些,这是因为IoT在无线通信领域的发展会随着标准不断地快速更新,比如华为推出的NB-IoT芯片,市场竞争更为激烈,需要更多的专用型芯片。通用型MCU用途比较广泛,当然也会在市场中继续存在。

从嵌入式硬件从业者的角度来讲,MCU的SoC集成化会使硬件工程师的比例加速减少,这也是嵌入式行业发展的大趋势,不可逆转,底层软件的工程师也比5年前要减少。想在未来存活,硬件工程师就要做到更专业。不过也不用为此悲观,比如SoC型的MCU是针对专业产品设计的,它越简单、越好用,面对的市场也会越窄,这样就需要更多对射频器件与MCU的接口设计、天线调试、数据的采集、滤波处理等技术有特别好理解的专业工程师来调试、修改、投产,做好做精。厂家不可能让元件器自动具备这些功能,嵌入式硬件工程师们还会有更广阔的舞台。MCU的发展时时刻刻在变化,一切都以市场化为导向,相信万物互联的时代会带给MCU更多的可能性。

来源: 嵌入式资讯精选

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