人形机器人商用冲刺!STM32“芯”矩阵覆盖从核心计算到边缘控制

10月23日,2025 IHR人形机器人国际峰会在上海重磅开启,为期两天的行业盛会吸引宇树科技、智元机器人、优必选、越疆等产业领军企业,携手上海机器人产业技术研究院、北京人形机器人创新中心等权威机构齐聚申城。各方围绕“核心部件技术突破”、“规模化落地保障”、“全链路安全防护”等方向深度研讨,共同破解人形机器人从技术验证到量产落地的核心难题,绘就产业发展新蓝图。

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在这场聚焦产业化攻坚的行业盛宴中,芯片作为机器人“神经中枢”与“技术基石”的核心价值被持续推至聚光灯下。而STM32系列芯片,凭借全场景覆盖的产品矩阵、硬核技术储备与完善生态支撑,正成为全球机器人企业的核“芯”之选。

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STM32超级产品矩阵:构建机器人“分布式大脑”

随着具身智能技术爆发,人形机器人正加速从实验室走出,深度渗透工业协作、服务接待、家庭陪伴等真实场景,成为新一轮科技变革的核心赛道。行业发展进程中,“运动控制精度”、“边缘AI算力”、“供应链稳定性”是产业化落地的高度关注点。正如业界专家所言,人形机器人要实现从技术验证到规模化量产的关键跨越,亟需一款能同时承载“控制-计算-安全”三位一体支撑的芯片平台;而机器人的灵活运动与复杂任务执行,离不开高性能MCU的实时调度。

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STM32凭借丰富的产品组合,构建起覆盖从核心计算到边缘控制的“分布式大脑”架构,精准回应产业核心诉求,这一技术布局与行业需求高度契合。

适配人型机器人执行器的STM32方案,助力全关节运动控制落地

人形机器人执行器主要应用于机器人的各类关键关节,以此实现关节的运动与姿态控制,具体包括肩膀、肘与腕、臀部、膝盖与踝、脖子,以及手指等关节,这些关节的运动控制均依赖执行器来完成;而执行器的的核心是电机控制。STM32面向电机控制的产品系列非常丰富,可覆盖从臀膝大扭矩到手指高精度的控制需求,让机器人运动更顺畅、响应更迅速。

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STM32G0系列低成本低功耗,适配中低电流关节 搭载Cortex-M0/M0+内核(64MHz),VBAT模式功耗仅400nA,通过单电源设计减少外围组件,降低BOM成本;支持SPI、UART等基础通信接口,适配人形机器人手指等中/低电流/扭矩关节的电机控制需求;

STM32C0系列极致精简,低成本辅助关节控制 采用Cortex-M0+内核(48MHz),待机功耗8μA,封装最大64引脚,硬件配置精简;具备基础定时器与通信接口,性能满足人形机器人中对控制精度要求低的低成本辅助关节执行器需求;

STM32G4系列,实现中高端精确控制,适配多类型关键关节 采用Cortex-M4+FPU内核(170MHz),集成适用FOC电机控制的Cordic加速器、184ps高分辨率定时器及4MSPS ADC;支持大电流/扭矩(肘、腕、肩膀)与中等电流精确位置控制(臀部、膝盖)的关节执行器;

STM32H5系列,高安全工业级,面向核心/恶劣环境关节控制 基于250MHz Cortex-M33内核(375 DMIPS),目标PSA level3/SESIP3认证,支持单/双FOC控制;耐恶劣环境,适配人形机器人核心控制单元或腿部承重等关键关节的执行器需求;

STM32H7 系列,旗舰级高性能,整体运动控制核心 单核系列采用Cortex-M7最高600MHz(1177 DMIPS),双核版本为480MHz Cortex M7+240MHz Cortex M4;支持单/双FOC、MTPA等高级电机控制算法,配备2.1ns高分辨率定时器,适配需边缘AI、多关节协同的人形机器人整体执行器控制核心。

人形机器人的视觉系统及供电方案,护航全场景应用

机器人要灵活穿梭、精准作业,离不开“看得见”的视觉能力,更少不了“续航稳”的供电保障。STM32从视觉感知到电源管理,打造全栈解决方案,让机器人在复杂场景中也能从容应对。

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STM32N6系列,AI赋能视觉感知,辅助执行器精准控制 搭载Cortex-M55内核(800MHz),集成600GOPS专用神经处理单元(NPU,3 TOPS/W功耗)、MIPI CSI-2摄像头模块接口及专用图像处理器(ISP),支持Yolo v8等AI模型推理;可通过视觉感知(如物体检测、3D定位、手势识别)联动执行器动作,适配人形机器人视觉引导的关节控制场景,如基于语义分割的避障联动腿部关节、手势触发的手部抓取动作;

STM32U3系列,超低功耗高效能,适配电池供电执行器节点 基于Cortex-M33内核,能效比达117CoreMark/mW,具备高能源效率与紧凑尺寸,能显著延长电池供电设备寿命,适配人形机器人低功耗执行器节点,如手指小关节、分布式传感器供电模块,保障续航稳定性与运行可靠性;

人形机器人的电源管理方案涵盖电源转换和电池管理两大部分:电源转换 基于STM32G474或STM32H743,搭配SiC、GaN、MOSFET等器件,依托高分辨率定时器与模拟外设实现高效稳定供电,适配肩、膝等大扭矩关节及核心模块;电池管理 可采用STM32WB(BLE远程监控)、STM32G0(分布式关节)、STM32F1/F4(整体控制)等系列,搭配模拟器件AFE、隔离及保护器件,兼顾通信、控制与防护,满足从手指关节到核心单元的多样化需求,保障续航与安全。

多元连接方案+功能安全防护,赋能人形机器人稳定连接与安全运行

  • 人形机器人要灵活协作、稳定运行,离不开高效稳定连接与全方位安全防护。STM32以覆盖无线到有线的多元连接方案打通“通信脉络”,凭借从硬件到软件的全维度功能安全防护筑牢“安全底线”,让机器人在日常协作或工业作业等复杂场景中都能安心“沟通”、稳定作业。

  • 多元连接方案,打通机器人“通信脉络” 用于2.4GHz无线连接的STM32产品组合包括STM32WB0、STM32WB、STM32WBA等系列,其中主推STM32WBA,支持多种协议,射频输出功率达+10dBm;短距离高速连接推荐ST60系列,搭载60GHz射频收发器,实现高达6.25Gbps的非接触式连接;

  • 功能安全防护,筑牢机器人“安全底线” 以硬件为核心、生态为支撑,STM32构建满足工业级高安全需求的多层次防护体系。硬件方面,STM32G4/H5/H7等系列内置双看门狗、供电监控、PWM寄存器保护等功能,STM32H5/H7更支持ECC错误校正与8区域MPU,保障系统稳定与数据完整;合规方面,通过TUV Italia IEC 61508评估,提供SIL/ClassB安全包,部分系列达到SESIP3、PSA L3认证。

从执行器的精准控制到视觉与供电的全栈保障,从多元连接的无缝协同到功能安全的层层防护,STM32以全场景产品矩阵及完善生态支撑,构建起人形机器人从核心计算到边缘控制的“芯”基石。无论是量产落地的成本优化、复杂场景的性能突破,还是全链路的安全合规,STM32都能提供适配方案,助力开发人员破解产业化难题。

来源:STM32

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