嵌入式

首先,“嵌入式”这是个概念,准确的定义没有,各个书上都有各自的定义。但是主要思想是一样的,就是相比较PC机这种通用系统来说,嵌入式系统是个专用系统,结构精简,在硬件和软件上都只保留需要的部分,而将不需要的部分裁去。所以嵌入式系统一般都具有便携、低功耗、性能单一等特性。

然后,MCU、DSP、FPGA这些都属于嵌入式系统的范畴,是为了实现某一目的而使用的工具。

MCU俗称”单片机“经过这么多年的发展,早已不单单只有普林斯顿结构的51了,性能也已得到了很大的提升。因为MCU必须顺序执行程序,所以适于做控制,较多地应用于工业。而ARM本是一家专门设计MCU的公司,由于技术先进加上策略得当,这两年单片机市场份额占有率巨大。ARM的单片机有很多种类,从低端M0(小家电)到高端A8、A9(手机、平板电脑)都很吃香,所以也不是ARM的单片机一定要上系统,关键看应用场合。

DSP叫做数字信号处理器,它的结构与MCU不同,加快了运算速度,突出了运算能力。可以把它看成一个超级快的MCU。低端的DSP,如C2000系列,主要是用在电机控制上,不过TI公司好像称其为DSC(数字信号控制器)一个介于MCU和DSP之间的东西。高端的DSP,如C5000/C6000系列,一般都是做视频图像处理和通信设备这些需要大量运算的地方。

FPGA叫做现场可编程逻辑阵列,本身没有什么功能,就像一张白纸,想要它有什么功能完全靠编程人员设计(它的所有过程都是硬件,包括VHDL和Verilog HDL程序设计也是硬件范畴,一般称之为编写“逻辑”。)。如果你够NB,你可以把它变成MCU,也可以变成DSP。由于MCU和DSP的内部结构都是设计好的,所以只能通过软件编程来进行顺序处理,而FPGA则可以并行处理和顺序处理,所以比较而言速度最快。

那么为什么MCU、DSP和FPGA会同时存在呢?那是因为MCU、DSP的内部结构都是由IC设计人员精心设计的,在完成相同功能时功耗和价钱都比FPGA要低的多。而且FPGA的开发本身就比较复杂,完成相同功能耗费的人力财力也要多。所以三者之间各有各的长处,各有各的用武之地。但是目前三者之间已经有融合的态势,ARM的M4系列里多加了一个精简的DSP核,TI的达芬奇系列本身就是ARM+DSP结构,ALTERA和XINLIX新推出的FPGA都包含了ARM的核在里面。所以三者之间的关系是越来越像三基色的三个圆了。

一言以蔽之“你中有我,我中有你”。

硬件工程师学习从何开始?

单片机:通常无操作系统,用于简单的控制,如电梯,空调等。

dsp:用于复杂的计算,像离散余弦变换、快速傅里叶变换,常用于图像处理,在数码相机等设备中使用。

arm:一个英国的芯片设计公司,但是不生产芯片。只卖知识产权。

fpga:现场可编程门阵列,以硬件描述语言(Verilog 或 VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合与布局,快速的烧录至 FPGA 上进行测试,是现代 IC 设计验证的技术主流。

嵌入式 是相对于台式电脑而言,系统可裁剪,形态各异,可能体积、功耗、成本受限、实时性要求高,如示波器,手机,平板电脑,全自动洗衣机,路由器、数码相机,这些设备中,虽然看不到台式机的存在,但是都有一个或多个嵌入式系统在工作。

根据对象体系的功能复杂性和计算处理复杂性,提供的不同选择。对于简单的家电控制嵌入式系统,采用简单的8位单片机就足够了,价廉物美,对于手机和游戏机等,就必须采用32位的ARM和DSP等芯片了。FPGA是一种更偏向硬件的实现方式。

所以要通过学习成为硬件工程师,要从单片机开始,然后学习ARM和DSP之类。

市面上七大主流单片机的详细介绍

单片机现在可谓是铺天盖地,种类繁多,让开发者们应接不暇,发展也是相当的迅速,从上世纪80年代,由当时的4位8位发展到现在的各种高速单片机。

各个厂商们也在速度、内存、功能上此起彼伏,参差不齐~~同时涌现出一大批拥有代表性单片机的厂商:Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM…国内的宏晶STC单片机也是可圈可点…

下面为大家带来51、MSP430、TMS、STM32、PIC、AVR、STC单片机之间的优缺点比较及功能体现……

51单片机

应用最广泛的8位单片机当然也是初学者们最容易上手学习的单片机,最早由Intel推出,由于其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理,众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统,堪称为一代“经典”,为以后的其它单片机的发展奠定了基础。

51单片机之所以成为经典,成为易上手的单片机主要有以下特点:

特性:

1.从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统,称作位处理器,处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理,如传送、置位、清零、测试等,还能进行位的逻辑运算,其功能十分完备,使用起来得心应手。

2. 同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间,使用极为灵活,这一功能无疑给使用者提供了极大的方便,

3. 乘法和除法指令,这给编程也带来了便利。很多的八位单片机都不具备乘法功能,作乘法时还得编上一段子程序调用,十分不便。

缺点:(虽然是经典但是缺点还是很明显的)

1.AD、EEPROM等功能需要靠扩展,增加了硬件和软件负担

2. 虽然I/O脚使用简单,但高电平时无输出能力,这也是51系列单片机的最大软肋

3. 运行速度过慢,特别是双数据指针,如能改进能给编程带来很大的便利

4. 51保护能力很差,很容易烧坏芯片

应用范围:

目前在教学场合和对性能要求不高的场合大量被采用

使用最多的器件:8051、80C51

MSP430单片机

MSP430系列单片机是德州仪器1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器,给人们留下的最大的亮点是低功耗而且速度快,汇编语言用起来很灵活,寻址方式很多,指令很少,容易上手。主要是由于其针对实际应用需求,把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”解决方案。其迅速发展和应用范围的不断扩大,主要取决于以下的特点…

特性:

1.强大的处理能力,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式( 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址)、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令;有较高的处理速度,在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns 。这些特点保证了可编制出高效率的源程序

2.在运算速度方面,能在 8MHz 晶体的驱动下,实现 125ns 的指令周期。16 位的数据宽度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如 FFT 等)

3.超低功耗方面,MSP430 单片机之所以有超低的功耗,是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。电源电压采用的是 1.8~3.6V 电压。因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时, 芯片的电流会在 200~400uA 左右,时钟关断模式的最低功耗只有 0.1uA

缺点:

1.个人感觉不容易上手,不适合初学者入门,资料也比较少,只能跑官网去找

2.占的指令空间较大,因为是16位单片机,程序以字为单位,有的指令竟然占6个字节。虽然程序表面上简洁, 但与pic单片机比较空间占用很大

应用范围:

在低功耗及超低功耗的工业场合应用的比较多

使用最多的器件:MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列

TMS单片机

这里也提一下TMS系列单片机,虽不算主流。由TI推出的8位CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外围接口模式,适用于复杂的实时控制场合。虽然没STM32那么优秀,也没MSP430那么张扬,但是TMS370C系列单片机提供了通过整合先进的外围功能模块及各种芯片的内存配置,具有高性价比的实时系统控制。同时采用高性能硅栅CMOS EPROM和EEPROM技术实现。低工作功耗CMOS技术,宽工作温度范围,噪声抑制,再加上高性能和丰富的片上外设功能,使TMS370C系列单片机在汽车电子,工业电机控制,电脑,通信和消费类具有一定的应用。

STM32单片机

由ST厂商推出的STM32系列单片机,行业的朋友都知道,这是一款性价比超高的系列单片机,应该没有之一,功能及其强大。其基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核,同时具有一流的外设:1μs的双12位ADC,4兆位/秒的UART,18兆位/秒的SPI等等,在功耗和集成度方面也有不俗的表现,当然和MSP430的功耗比起来是稍微逊色的一些,但这并不影响工程师们对它的热捧程度,由于其简单的结构和易用的工具再配合其强大的功能在行业中赫赫有名…其强大的功能主要表现在:

特性:

1.内核:ARM32位Cortex-M3CPU,最高工作频率72MHz,1.25DMIPS/MHz,单周期乘法和硬件除法

2.存储器:片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器

3.时钟、复位和电源管理:2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。POR、PDR和可编程的电压探测器(PVD)。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振

4、调试模式:串行调试(SWD)和JTAG接口。最多高达112个的快速I/O端口、最多多达11个定时器、最多多达13个通信接口

使用最多的器件:STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系列

PIC单片机

PIC单片机系列是美国微芯公司(Microship)的产品,共分三个级别,即基本级、中级、高级,是当前市场份额增长最快的单片机之一,CPU采用RISC结构,分别有33、35、58条指令,属精简指令集,同时采用Harvard双总线结构,运行速度快,它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理,这种指令流水线结构,在一个周期内完成两部分工作,一是执行指令,二是从程序存储器取出下一条指令,这样总的看来每条指令只需一个周期,这也是高效率运行的原因之一,此外PIC单片机之所以成为一时非常热的单片机不外乎以下特点:

特点:

1.具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。PIC系列单片机的I/O口是双向的,其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器,从而解决了51系列I/O脚为高电平时同为输入和输出的状态。

2.当置位1时为输入状态,且不管该脚呈高电平或低电平,对外均呈高阻状态;置位0时为输出状态,不管该脚为何种电平,均呈低阻状态,有相当的驱动能力,低电平吸入电流达25mA,高电平输出电流可达20mA。相对于51系列而言,这是一个很大的优点

3.它可以直接驱动数码管显示且外电路简单。它的A/D为10位,能满足精度要求。具有在线调试及编程(ISP)功能。

不足之处:

其专用寄存器(SFR)并不像51系列那样都集中在一个固定的地址区间内(80~FFH),而是分散在四个地址区间内。只有5个专用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4个存储体内同时出现,但是在编程过程中,少不了要与专用寄存器打交道,得反复地选择对应的存储体,也即对状态寄存器STATUS的第6位(RP1)和第5位(RP0)置位或清零。数据的传送和逻辑运算基本上都得通过工作寄存器W(相当于51系列的累加器A)来进行,而51系列的还可以通过寄存器相互之间直接传送,因而PIC单片机的瓶颈现象比51系列还要严重,这在编程中的朋友应该深有体会

使用最多的器件:PIC16F873、PIC16F877

AVR单片机

AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机,其显著的特点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期,以时钟周期为指令周期,实行流水作业。AVR单片机指令以字为单位,且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能,同时完成下一条指令的读取。通常时钟频率用4~8MHz,故最短指令执行时间为250~125ns。AVR单片机能成为最近仍是比较火热的单片机,主要的特点:

特点:

1.AVR系列没有类似累加器A的结构,它主要是通过R16~R31寄存器来实现A的功能。在AVR中,没有像51系列的数据指针DPTR,而是由X(由R26、R27组成)、Y(由R28、R29组成)、Z(由R30、R31组成)三个16位的寄存器来完成数据指针的功能(相当于有三组DPTR),而且还能作后增量或先减量等的运行,而在51系列中,所有的逻辑运算都必须在A中进行;而AVR却可以在任两个寄存器之间进行,省去了在A中的来回折腾,这些都比51系列出色些

2.AVR的专用寄存器集中在00~3F地址区间,无需像PIC那样得先进行选存储体的过程,使用起来比PIC方便。AVR的片内RAM的地址区间为0~00DF(AT90S2313) 和0060~025F(AT90S8515、AT90S8535),它们占用的是数据空间的地址,这些片内RAM仅仅是用来存储数据的,通常不具备通用寄存器的功能。当程序复杂时,通用寄存器R0~R31就显得不够用;而51系列的通用寄存器多达128个(为AVR的4倍),编程时就不会有这种感觉。

3.AVR的I/O脚类似PIC,它也有用来控制输入或输出的方向寄存器,在输出状态下,高电平输出的电流在10mA左右,低电平吸入电流20mA。这点虽不如PIC,但比51系列还是要优秀的…

缺点:

1.是没有位操作,都是以字节形式来控制和判断相关寄存器位的

2.C语言与51的C语言在写法上存在很大的差异,这让从开始学习51单片机的朋友很不习惯

3.通用寄存器一共32个(R0~R31),前16个寄存器(R0~R15)都不能直接与立即数打交道,因而通用性有所下降。而在51系列中,它所有的通用寄存器(地址00~7FH)均可以直接与立即数打交道,显然要优于前者。

使用最多的器件:ATUC64L3U、ATxmega64A1U、AT90S8515

STC单片机

说到STC单片机有人会说到,STC也能算主流,估计要被喷了~~我们基于它是国内还算是比较不错的单片机来说。STC单片机是宏晶生产的单时钟/机器周期的单片机,说白了STC单片机是51与AVR的结合体,有人说AVR是51的替代单片机,但是AVR单片机在位控制和C语言写法上存在很大的差异。而STC单片机洽洽结合了51和AVR的优点,虽然功能不及AVR那么强大,但是在AVR能找到的功能,在STC上基本都有,同时STC单片机是51内核,这给以51单片机为基础的工程师们提供了极大的方便,省去了学习AVR的时间,同时也不失AVR的各种功能…

STC单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机51单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍,内部集成MAX810专用复位电路。4路PWM 8路高速10位A、D转换,针对电机电机 的供应商控制,强干扰场合,成为继51单片机后一个全新系列单片机…

特性:

1.下载烧录程序用串口方便好用,容易上手,拥有大量的学习资料及视频,最著名的要属于杜老师的那个视频了,好多对单片机有兴趣的朋友都是通过这个视频入门的,同时具有宽电压:5.5~3.8V,2.4~3.8V, 低功耗设计:空闲模式,掉电模式(可由外部中断唤醒)

2.STC单片机具有在应用编程,调试起来比较方便;带有10位AD、内部EEPROM、可在1T/机器周期下工作,速度是传统51单片机的8~12倍,价格也较便宜

3.4 通道捕获/比较单元,STC12C2052AD系列为2通道,也可用来再实现4个定时器或4个外部中断,2个硬件16位定时器,兼容普通8051的定时器。4路PCA还可再实现4个定时器,具有硬件看门狗、高速SPI通信端口、全双工异步串行口,兼容普通8051的串口,同时还具有先进的指令集结构,兼容普通8051指令集

PS:STC单片机功能虽不及AVR、STM32强大,价格也不及51和ST32便宜,但是这些并并不重要,重要的是这属于国产单片机比较出色的单片机,但愿国产单片机能一路长虹…

使用最多的器件:STC12C2052AD

Freescale单片机

主要针对S08,S12这类单片机,当然Freescale单片机远非于此。Freescale系列单片机采用哈佛结构和流水线指令结构,在许多领域内都表现出低成本,高性能的的特点,它的体系结构为产品的开发节省了大量时间。此外Freescale提供了多种集成模块和总线接口,可以在不同的系统中更灵活的发挥作用。Freescale单片机的特有的特点如下:

1.全系列:从低端到高端,从8位到32位全系列应有尽有,其推出的8位/32位管脚兼容的QE128,可以从8位直接移植到32位,弥补单片机业界8/32 位兼容架构中缺失的一环

2.多种系统时钟模块:三种模块,七种工作模式。多种时钟源输入选项,不同的mcu具有不同的时钟产生机制,可以是RC振荡器,外部时钟或晶振,也可以是内部时钟,多数CPU同时具有上述三种模块!可以运行在FEI,FEE,FBI,FBILP,FBE,FBELP,STOP这七种工作模式

3.多种通讯模块接口:Freescale单片机几乎在内部集成各种通信接口模块:包括串行通信接口模块SCI,多主I2C总线模块,串行外围接口模块 SPI,MSCAN08控制器模块,通用串行总线模块(USB/PS2)

4.具有更多的可选模块:具有LCD驱动模块,带有温度传感器,具有超高频发送模块,含有同步处理器模块,含有同步处理器的MCU还具有屏幕显示模块OSD,还有少数的MCU具有响铃检测模块RING和双音多频/音调发生器DMG模块

5.可靠性高,抗干扰性强,多种引脚数和封装选择

6.低功耗、也许Freescale系列的单片机的功耗没有MSP430的低,但是他具有全静态的“等待”和“停止”两种模式,从总体上降低您的功耗!新近推出的几款超低功耗已经与MSP430的不相上下!

使用最多的器件:MC9S12G系列

如果真要在这些单片机中分个一二三等,那么如果你想跟随大众,无可厚非51单片机还是首选;如果你追求超高性价比,STM32将是你理想选择;如果你渴望超低功耗,MSP430肯定不会让你失望;如果你想支持国产,STC会让你兴奋…

来源:单片机与嵌入式学堂

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围观 14

Jeff Sieracki

Director of Engineering,AI Center of Excellence

赋能未来

数字控制的电子换向电机正在迅速取代传统设计,因为这些电机为设计人员提供了前所未有的动态控制、功率和效率。随着工程师在工业、HVAC、消费电子和汽车系统中推动此类设计,我们被要求提供更智能的算法和日益复杂的控制功能,并且仍然限制成本。我们最近创建了一个演示,展示了瑞萨电子如何帮助实现这一目标。

我们的解决方案示例展示了RA8T1电机控制MCU的肌肉,展示了对两个电机的独立控制,同时运行多个AI推理模块以检测操作异常。我们解决轴不对中和负载不平衡情况-电机系统中常见的实际问题。但这些只是RA8内核使工程师能够将其引入嵌入式电机控制设计的无数高级算法的示例。该演示围绕我们的RealityCheck™电机工具箱构建,用于创建和部署基于无传感器电机控制的AI解决方案。此工作流程将e² studio中的功能与瑞萨电子基于云的Reality AI Tools®机器学习系统联系起来。我们还允许用户将Reality AI Tools创建的AI模块与通过瑞萨e-AI转换器从其他机器学习平台导入的开源AI模型相结合。所有生成的代码都紧凑而高效,在MCU上仍有大量资源可用于其他任务。

RA8T1快速浏览

RA8T1 32位MCU采用Arm® Cortex-M85®内核,采用氦气技术,频率高达480MHz,封装针对电机或逆变器控制进行了优化。与市场上的其他电机控制解决方案相比,该产品明显更快、更先进,并为AI等高级算法带来了充足的动力,同时保持了对多个独立电机的精确电子控制。

关于RA8T1 32位MCU的更多信息您可点击下方链接查看:

https://www.renesas.cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra8t1-480-mhz-arm-cortex-m85-based-motor-control-microcontroller-helium-and-trustzone 

在AI操作方面,通过将Arm的Helium技术和2MB紧密耦合的D-cache相结合,RA8可以在类似的时钟速率下将推理速度提高到其他Arm内核的10倍。这为工程师提供了巨大的收益,使以前无法在中等时钟速率芯片上运行的复杂算法和决策变得可行。

两个电机,两个AI模块,一个内核

现在我们来谈谈新的应用程序示例。在此示例中,我们展示了RA8T1独立控制两个不同的电机,同时运行两个不同的AI推理模块。观看“电机异常检测-不平衡负载和轴错位”演示。

关于电机异常检测-不平衡负载和轴错位的更多信息您可点击下方链接查看:

https://www.renesas.cn/zh/video/motor-anomaly-detection-unbalanced-load-shaft-misalignment 

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图1 MCK-RA8T1带有两个逆变器板

用于控制两个独立的电机组件

此设置演示了对实际电机运行中出现的两种异常问题的检测:轴不对中和负载不平衡情况。当电机的输出轴在空间上与它所驱动的负载不完全对齐时,就会发生轴不对中,从而导致计划外的扭矩和摩擦。当驱动负载的系统失去动平衡时,就会出现负载不平衡情况,当电机与轴正交旋转时会产生振荡力,并在每次旋转过程中以负载电阻变化的形式产生振荡。

这两种情况都是电机系统的严重问题,会导致一系列严重性的问题,从功率损失到过度的噪音和振动,再到轴承的快速磨损、危险的轴承和结构故障。在某些应用中,如大功率工业系统,随着时间的推移,即使是与正确对齐和平衡的微小偏差也会引起重大担忧。在其他应用中,如洗衣机烘干机,预计会出现一定量的不平衡和错位,但超过则会导致机器内部碰撞和故障。

为了在小范围内产生轴对中问题,我们的第一台电机配置了将其连接到变速箱的轴。当固定电机的电路板因手指推动而略微变形时,轴会弯曲并移出与变速箱的对齐位置。

为了演示平衡问题,我们的第二个电机配置了一个铝制轮毂,我们可以选择将M4小螺钉插入其中。没有螺丝,轮毂为驱动电机提供正常、平衡的负载。添加螺钉后,电机负载会少量失去平衡。

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图2 从Board发送的状态数据仪表板

我们的两个AI模块已经过训练,可以检测这两种情况。然后,我们将通信添加到仪表板显示中(如图2所示),以便我们可以实时查看发生的情况。

显示屏上标记了每个电机的条件,状态由颜色代码和文本指示。它还包括一个滚动时间线,每当系统看到有关特定阈值的异常(即未对齐或不平衡状态)时,该时间线都会显示橙色。

如图3所示,RA8 MCU上同时运行了相当多的进程。我们有两个独立的矢量电机控制算法实例来驱动BLDC电机。这些实例中的每一个还将实时数据从控制过程发送到两个耦合的AI推理模块。AI模块会监视此数据,以指示正常行为与问题行为。由于仅使用内部电机控制数据,因此AI系统不需要额外的传感器来监控异常情况。这是RealityCheck™ Motor Toolbox的一项强大功能,允许工程师创建AI监控解决方案,而无需在其设计中增加任何传感器BOM成本。

关于RealityCheck™ Motor Toolbox的更多信息您可点击下方链接查看:

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/realitycheck-motor-toolbox 

如表1所示,我们的AI模块具有极小的RAM和闪存空间,并且利用RA8T1的高级功能,它们都非常快。两者使用的总闪存低于14KB,RAM小于5KB。每个模块在1毫秒内执行一次推理,因此即使每个电机子系统每秒8次推理,CPU上的负载也非常小。

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图3 两个电机AI示例中的流程和数据流

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表1 嵌入式模型指标

我们是如何构建的?

故事始于瑞萨电子为e² studio用户提供与Reality AI工具交互的无缝集成工作流程,所有这些都是我们的RealityCheck™电机工具箱的一部分。功能如下图4所示。工程师可以连接到瑞萨电机控制MCU并将数据收集直接收集到我们的数据存储工具插件中。这可以使用MCK-RA8T1等评估板或在他们自己的基于瑞萨MCU的硬件设计中完成。我们的工具箱提供了与瑞萨电子灵活配置软件包(FSP)堆栈相关的示例代码,指导用户从矢量电机控制算法中选择和捕获实时数据参数。在几分钟内,用户可以在实际电机使用条件下从他们的电路板实时收集数据。

关于e² studio与Reality AI工具的更多信息您可点击下方链接查看:

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/e-studio 

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/reality-ai-tools 

特别是对于不平衡负载检测,我们的数据收集矩阵有两列变化:(1)轮毂中有和没有螺钉,以及(2)我们想要解决的速度范围。为了构建我们的演示,我们收集了这些条件组合的数据样本,并重复多次以涵盖任何物理设置中发生的随机变化。表2显示了一个示例数据覆盖率矩阵。

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图4 RealityCheck Motor工具箱为创建电机AI

提供了无缝的往返工作流程

那么,如何使用瑞萨工作流程构建有用的分类器呢?

可靠的AI结果总是从结构化数据收集开始。我们收集了各种条件下的数据示例,这些示例解决了感兴趣的检测类别以及我们期望在实践中看到的运动条件的数据变化。

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表2 不平衡负载检测的数据收集计划

从e² studio数据存储插件中,这些数据可以直接上传到云端,在那里我们使用Reality AI Tools来训练和优化机器学习模型。该过程使用我们专有的AI Explore™方法高度自动化,但也提供了用户可以采用的广泛测试、调整和优化。(有关更多信息,请参阅Reality AI Tools页面。一旦我们对模型在云中的准确性感到满意,我们就可以生成一个推理模块,并将嵌入式库代码直接导出回e² studio进行测试。用户可以获得从原始数据到最终代码生成的简单、快速的端到端工作流程。

关于Reality AI Tools的更多信息您可点击下方链接查看:

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/reality-ai-tools 

但是,如果您拥有自己的AI模型呢?

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图5 e-AI Translator可让您轻松地从Keras、Tensor Flow和PyTorch等开源平台导入AI模型,作为e² studio项目中的代码

一些客户更喜欢引入自己的AI模型,这些模型是在Keras、Tensor Flow或Pytorch等知名开源框架中开发的。RealityCheck Motor在瑞萨e-AI Translator插件的帮助下也可以让您做到这一点。这个强大的e² studio 插件使用户能够导入开源创建的AI,将它们转换为可以直接链接到您的项目的紧凑C代码。

这就是我们构建轴不对中检测器的方式。我们再次以与以前类似的方式收集数据,使用RealityCheck Motor数据采集和e² studio中的数据存储工具。但是,我们没有通过Reality AI Tools,而是将这些新数据导入Python框架,并使用Keras在那里训练我们的演示AI模型。然后,我们使用e-AI Translator将经过充分训练的Keras模型导入到我们的项目代码中。该模型已经配置为处理来自我们的RealityCheck Motor捕获函数的数据流,从而可以轻松地将e-AI推理代码与项目的其余部分集成。

此示例展示了我们如何轻松地将Reality AI Tools工作流程创建的AI模块与通过e-AI转换器从其他来源导入的AI模块相结合。用户可以从常见的训练框架中导入任何深度学习或NN模型,因此,如果您更喜欢自带模型,我们很乐意提供帮助。

总结一下……

RealityCheck Motor工具箱将瑞萨e² studio IDE与我们基于云的Reality AI Tools机器学习环境相结合,为用户创建一个无缝的端到端工作流程,从数据收集到AI模型构建,再到紧凑、高效的嵌入式代码。所有这些都适用于您选择的瑞萨Motor Control MCU,无论是在评估板上还是在您自己的产品硬件中。用户可以轻松创建直接在同一MCU上运行的AI模块,在许多情况下,除了电机控制算法的实时数据之外,无需任何其他传感器。希望从开源AI平台引入自己的模型的客户可以使用e-AI Translator导入功能来实现。

RA8T1 32位电机控制优化型MCU采用高性能Arm Cortex-M85内核和高级功能,包括Helium和紧密耦合的D-cache,可将算法加速高达10倍。这种强大的功能支持多个电机、多个嵌入式AI模块和其他高级算法,所有这些都在一个经济高效的MCU中实现。

借助瑞萨电子技术和先进的AI解决方案,您的电机控制系统设计将在今天为未来做好准备。

关于技术文档和视频在内的更多信息您可识别下方二维码或复制链接至浏览器中打开查看:

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/reality-ai-tools 

若需向工程团队索取演示,您可点击下方链接查看:

https://info.renesas.com/reality-ai-request 

来源:瑞萨电子

免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理(联系邮箱:cathy@eetrend.com)。

围观 48

嵌入式软件开发作为计算机科学和电子工程的交叉领域,要求开发人员具备一系列的专业知识和技能。

而基于CW32的嵌入式软件开发必备知识包括以下部分:

01、编程语言

  • 熟练掌握C(C++)语言,这是嵌入式系统中最常用的编程语言,因为它们提供了直接访问硬件的能力,并且代码执行效率高。

  • 了解汇编语言,用于编写底层驱动、中断处理程序以及性能要求极高的代码段。

  • 对其他编程语言如Python、Java等有一定了解,以便在特定情况下使用。

  • 了解CW32标准库的用法。

02、数据结构与算法

  • 熟悉各种数据结构,如数组、链表、栈、队列等,以及常用的算法,如排序、查找、递归等。

  • 能够根据嵌入式系统的资源限制选择合适的数据结构和算法。

03、计算机体系结构

  • 了解处理器架构,如ARM、x86等,以及指令集和内存管理。

  •  熟悉嵌入式系统的硬件组成,如微控制器、FPGA、DSP等。

  • 可以很熟练地根据CW32嵌入式芯片的数据手册及用户手册,查找所需外设工作原理。

04、嵌入式操作系统(深入知识点)

  • 掌握常用的嵌入式操作系统,如μC/OS、FREERTOS等,了解其内核、进程管理、内存管理、设备管理和文件系统等基本原理。

  • 能够进行操作系统的任务设计、任务管理等,以满足特定应用的需求。

05、硬件接口与外设

  • 熟悉常用的硬件接口,如GPIO、串口、SPI、I2C等,并能编写相应的驱动程序。

  • 了解嵌入式系统常用的硬件设备,如传感器、执行器、通信模块等,并能够与之进行交互。

06、开发工具与环境

  • 熟练使用集成开发环境(IDE),如KEIL、IAR、VISUAL STUDIO等,进行软件开发和调试。

  • 掌握交叉编译器的使用,以便在开发计算机上编译出能在目标硬件上运行的程序。

  • 熟悉调试器的使用,能够进行软件的断点调试、单步执行、变量查看等。

07、系统分析与设计

  • 能够进行项目需求分析,将需求转化为软件功能需求。

  • 掌握软件架构设计的原则和方法,能够设计出高效、可维护的软件系统。

  • 了解嵌入式系统的实时性要求,能够设计出满足实时性要求的软件系统。

08、测试与验证

  • 掌握单元测试、集成测试和系统测试的方法和技术,能够对软件进行全面的测试,确保软件功能的正确性和稳定性。

  • 了解嵌入式系统的可靠性要求,能够进行软件的可靠性测试和验证。

只有全面掌握这些知识并具备持续学习的能力,才能成为一名优秀的嵌入式软件开发人员。

来源:CW32生态社区

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围观 27

嵌入式产品是一个复杂且关键的过程,它涉及多个方面,包括需求分析、系统设计、开发、测试以及优化等。

以下是对嵌入式产品软件设计的一个全面分析:

01、 需求分析

需求分析是嵌入式产品软件设计的第一步,也是最重要的一步。在这一阶段,需要明确产品的功能需求、性能指标、用户体验等方面的要求。这些需求将转化为产品开发的技术规格,指导后续的设计与研发工作。

02、系统设计

系统设计阶段包括硬件电路设计和软件框架设计。

硬件电路设计需要选择合适的CPU、外设电路、电源管理电路等,并考虑信号完整性和硬件调试接口的设计。

软件框架设计则包括硬件抽象层、任务管理机制、文件系统、网络协议栈、图形用户界面以及应用功能模块等的设计。

03、开发

在开发阶段,硬件工程师负责PCB板原理图设计、PCB布线和相关部件的焊接与调试,而软件工程师则负责嵌入式操作系统的移植、底层驱动开发、应用程序开发与调试。

嵌入式系统开发有其自身的特点,一般先进行硬件部分的开发,形成裸机平台,然后根据需要移植实时操作系统,开发底层的硬件驱动程序等。硬件平台测试通过后,应用软件的开发调试是基于该硬件平台进行的。

04、测试

测试是确保嵌入式产品软件质量的重要环节。

由于嵌入式系统软硬件结合紧密,测试时必须最大限度地模拟被测软件的实际运行环境,以保证测试的可靠性。

测试方法包括模块测试、集成测试和系统测试,根据需要可采用动态测试和静态测试、白盒测试和黑盒测试等不同的测试方法。在测试过程中,需要特别注意系统死机、资源分配和消耗、实时性等问题。

05、优化

嵌入式软件优化旨在通过改进软件设计、编码和配置,提高嵌入式系统的性能、降低功耗并减少资源占用。优化过程涉及算法优化、内存管理优化、功耗优化等多个方面。 例如,在实时控制系统中,可以采用高效的数值计算算法和信号处理技术,提高系统响应速度和精度;通过优化内存分配算法、减少内存访问次数以及使用内存压缩技术等方法,可以提高系统的内存利用率和性能;通过采用低功耗硬件、优化软件代码和采用节能算法等手段,可以降低系统的功耗水平。

06、设计模式与代码框架

在嵌入式软件设计中,合理地运用设计模式可以很好地解决很多问题。

设计模式是软件工程的基石,它提供了对常见问题的通解。针对嵌入式系统软件,可以选择合适的设计模式或代码框架,将复杂软件解耦或者分层,提高代码复用度和可扩展性。然而,这也可能带来对资源和实时性的损耗,因此需要在设计过程中进行权衡。

07、安全性与可靠性

由于嵌入式软件应用场合特殊,往往在无人值守的情况下运行,高可靠性和安全性自然成为嵌入式系统的重要指标。在设计初期排查各种可能的风险。同时,需要确保系统能够自动解决一些异常情况,即使有些情况下必须进行人机交互,也应该考虑这时程序是否可以自动采取一些保护措施。

 嵌入式产品软件设计是一个复杂且需要综合考虑多个方面的过程。通过合理的需求分析、系统设计、开发、测试、优化以及设计模式和代码框架的应用,可以确保嵌入式产品的软件质量、性能和可靠性。

来源:CW32生态社区

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为安全资产跟踪和数十亿台智能家居、工厂和城市设备数据安全处理赋能

意法半导体此次在MWC上海 (6月26-28日) 展出的ST4SIM-300方案符合即将出台的 GSMA eSIM IoT部署标准。其又被称为SGP.32,这一标准引入了特殊功能,方便管理接到蜂窝网络的物联网设备。

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意法半导体边缘设备验证和M2M蜂窝营销经理 Agostino Vanore 表示:“ST4SIM-300 IoT eSIM解决方案利用即将出台的 GSMA新规范, 增强设计灵活性,简化了网络运营商的切换操作,并简化了对大量连接设备的管理过程。在一个连接量越来越多、安全保护越来越严密的世界中,新产品将能够在全球无缝跟踪资产,将智能设备连接到云端,安全处理数十亿台设备产生的数据,支持医疗服务和智能基础设施、城市、工厂和家庭。”

与现有的M2M eSIM卡和Consumer eSIM卡的规范不同,IoT eSIM卡标准 (SGP.32) 的制定目的是满足当今的物联网部署需求。意法半导体ST4SIM-30可以最大限度地提高远程SIM卡配置 (RSP) 的自动化程度,轻松批量管理设备SIM 配置文件,支持网络运营商远程切换,省去实体换卡的操作。ST4SIM-300 eSIM卡符合最新的 5G 标准,方便部署用户界面功能有限的设备和低功耗广域网 (LPWAN) 设备。

ST4SIM-300 eSIM卡有多种外形尺寸的样片,包括适用于智能电表、GPS 跟踪器、资产监视器、远程传感器、医疗穿戴设备等类似设备的晶圆级封装 (WLCSP)。

ST4SIM-300搭载意法半导体的一颗EAL6+认证的安全微控制器,从产品设计一开始就将安全性放在首位。新eSIM卡兼容GSMA IoT SAFE小程序,方便增加安全单元,实现端到端的通信安全保护,并支持 IoT 设备开发者扩展安全性。

询价和申请样片请联系意法半导体当地销售办事处。

详情访问 ST4SIM-300:灵活的IoT eSIM - STMicroelectronics

关于意法半导体

意法半导体拥有5万名半导体技术的创造者和创新者,掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家半导体垂直整合制造商(IDM),意法半导体与二十多万家客户、成千上万名合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,让电源和能源管理更高效,让云连接的自主化设备应用更广泛。意法半导体承诺将于2027年实现碳中和(在范围1和2内完全实现碳中和,在范围3内部分实现碳中和)。详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com.cn

围观 17

随着中国人口老龄化的加剧,国人健康意识的提升,医疗技术的进步,新冠疫情影响以及政府政策支持等因素,中国的医疗器械市场在过去几年中保持了高速增长。据中商产业研究院发布的《2022-2027年中国医疗器械产业发展趋势及投资风险研究报告》显示,近五年年均复合增长率为16.88%,据分析师预测,2024年中国医疗器械市场规模将达到1.36万亿元,后续的发展空间极为广阔。医学影像、患者监护、体征测量、医疗机器人、连续血糖等多个方向都是目前热门领域。

在医疗器械行业中,尽管半导体元件所占比率并不大,规模相对有限,但却是现代医疗设备的核心驱动力,正在不断地推动着医疗行业的进步。医疗电子元件主要包含有电源电路、前端传感器及信号调理电路、处理单元(MCU&MPU)、存储单元及人机交互(HMI)等五类器件,其中电源电路保证了医疗设备的可靠运行,传感器决定了前端信号的高精度采集,处理器实现关键算法及系统控制等等。同时便携式医疗设备与一次性诊断设备的发展,使部分医疗电子元器件表现出量大、更新快、成本敏感等新趋势。

本文将结合目前医疗领域中不同应用方向对应的技术需求以及瑞萨产品(MCU&MPU)的特点,为大家解读瑞萨嵌入式产品线在医疗领域的布局。

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瑞萨目标医疗应用汇总

上图为目前瑞萨嵌入式产品在医疗领域的各种应用汇总,产品覆盖从相对简单的家庭监护(血压,血糖,血氧等),运动健康(跑步机,智能穿戴等)到复杂的医疗器械(医疗影像,监护仪,IVD)等,这些设备都离不开主控芯片(处理单元)的控制。

相比消费类市场,医疗设备具有开发周期长,前期研发投入大,进入门槛高,同时产品生命周期长,利润相对较好等特点。再加上医疗领域对产品的可靠性、安全性、长供货周期,甚至低功耗(便携式)等有着更高的要求,这些都让处于“核心大脑”位置的处理器单元选型变得异常重要,客户一般会对供应商从产品成熟度,稳定供货能力,性能及产品可延续性,价格等多个角度做评估。

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瑞萨MCU产品阵容

上图为瑞萨MCU产品阵容介绍,从8/16/32Bit的自有内核(RL78 & RX系列)到ARM内核(RA系列),客户可以根据其不同的产品应用需求,从性能、封装、外设等不同维度选择合适的MCU产品。比如集成24Bit Sigma-delta ADC的RL78/H1D可用于家用血压计;通用RL78/G1x & RA2E1系列因为高性价比大量应用于按摩椅主控,家庭健康类产品;RX-T & RA-T系列集成马达驱动所需Timer,ADC等资源,广泛用于呼吸机、跑步机,牙科手机等领域的马达控制,RA6M3 & RA8D1集成TFT屏驱动,可满足注射泵,便携式监护仪等带显示屏的设备。

瑞萨已上市的MCU产品基本都有加入瑞萨“15年 Product Longevity Program”,客户可以在瑞萨官网上查询相关信息以获得瑞萨对产品供应保障的官方承诺,来满足医疗产品“长供货周期”的需求。同时瑞萨基于对过去10年持续的产品跟踪,目前非车规MCU失效率可以做到DPP(每百万件产品的缺陷数)< 1,这对医疗产品的可靠性和安全性需求提供了充分的支持。

除MCU以外,瑞萨MPU产品在医疗领域的应用场景也非常多,下图为瑞萨MPU产品阵容介绍,

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瑞萨MPU产品阵容

瑞萨MPU产品主要分为两个方向,一个是工业专用MPU(RZ/T N系列),一个是通用MPU系列(RZ/A G V系列)。RZ/T N系列集成了高性能实时内核(800Mhz CortexR52),主要面向伺服和电机驱动以及对多工业以太网协议的支持(PROFINET、ETHERCAT等),在工业自动化领域已被广泛应用。而在医疗领域,随着外科手术机器人,康复机器人以及药房自动化等应用的兴起,已有越来越多的医疗产品采用RZ/TN系列平台。RZ/G系列(A55内核)是可支持Linux系统的高性价比平台,可满足医疗监护仪,IVD等产品需求。同时随着AI人工智能在医疗领域的发展(比如对病灶进行定性分级或定量分析),RZ/V系列(最高8Tops算力)为客户提供了最优的高性能低功耗的嵌入式AI解决方案平台。

基于以上产品资讯以及瑞萨对医疗领域的高度重视和持续投入,瑞萨的嵌入式产品正在被越来越多的客户所认可,将为国内医疗领域的发展做出更多的贡献。

下面为大家介绍瑞萨嵌入式产品在各种医疗设备中的应用。

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适合医疗应用的嵌入式平台

Patient Monitor监护仪

监护仪主要用来测量和监护病人生理参数,比如心电(ECG,HR)、有创/无创血压、体温、血氧饱和度(SpO2)、脑电图、呼吸参数、麻醉气体等,可分为胎儿监护仪、母婴监护仪、多参监护仪、中央监护系统等。

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AED(自动体外除颤仪)

心脏骤停(室颤)是中国心脑血管疾病致死率最高的疾病,3-5分钟即可致人死亡,及时抢救至关重要,自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备,它可以诊断特定的心律失常,并且给予电击除颤,是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。

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Home Healthcare(按摩椅/仪,血氧仪)

按摩是中国传统的养生保健方法,以中医的脏腑、经络学说为理论基础,并结合现代医学成果,作用于人体体表的特定部位以调节机体生理、病理状况,达到健康理疗的目的。

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电机控制(家用呼吸机,牙科手机,电动轮椅)

家用呼吸机多数用于不能正常呼吸的患者,肺部功能衰竭及气道阻塞,还有睡眠呼吸暂停综合征包括打鼾并且暂停的患者,和严重肺心病及肺气肿、慢阻肺或二型呼衰且二氧化碳偏高的病人。通过MCU控制涡轮风机,可以提供正压气体,辅助患者呼吸,增强气体交换和心肺耦合。此次新冠疫情的爆发,推动了国内呼吸机行业的飞速发展。

牙科手机是一种专用于口腔科的医疗器械,可以用于清洁牙齿,研磨龋齿坏牙的产品,是口腔综合治疗的主要部件之一,由于电动(BLDC)手机功率、扭矩、转速更稳定,备牙时可以达到涡轮手机无法媲美的光滑效果,使市场中电动手机比率逐渐增多。并且为有效解决口腔诊疗病毒的交叉感染、二次传播的历史性难题,防回吸手机和一次性手机的市场比重也在逐渐增加。

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AI+影像医疗

“AI+医疗”一直被视为极具发展潜力的新兴领域,而AI医学影像是AI医疗商业化前沿阵地。通过打通多模态影像器械系统及海量的数据训练后,AI医学影像可以实现病灶识别、病情诊断、治疗规划等辅助服务。目前市场上AI医学影像产品覆盖心肺、脑部、肝脏、骨骼等多部位多病种,已开始应用于各级医院,并正在渗透到体检中心等院外场景,赛道聚集了专注于医疗健康的AI技术企业、互联网巨头等多领域玩家。

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结论

回顾2023年中国医疗器械市场,我们可以看到医疗设备市场规模持续增长,显示出强劲的发展势头,在国际市场中的地位也日益提升,出口增长迅速,同时行业也面临政府集中采购政策对成本控制的更高要求,以及技术创新以提升产品竞争力等。展望未来,中国医疗器械市场将继续保持增长趋势,人工智能、大数据等对应的AI应用将为医疗器械行业带来新的市场机会。

来源:瑞萨嵌入式小百科

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摘要

从延长便携式设备电池寿命,到提高处理效率和响应能力,瑞萨的40纳米MCU技术正在重新定义嵌入式系统的可能性。

Markus Vomfelde

Director

瑞萨以其卓越的40纳米工艺技术彻底改变了微控制器技术的格局,致力于开发新一代微控制器。凭借对高集成度、能效、性能和可扩展性的高度重视,瑞萨的40纳米MCU已成为行业的新标杆。这些MCU利用较小的晶体管尺寸和优化的电路设计,为各种应用提供了无与伦比的能力。从延长便携式设备电池寿命,到提高处理效率和响应能力,瑞萨的40纳米MCU技术正在重新定义嵌入式系统的可能性。让我们深入探讨这些MCU所具有的变革性特质和优势,使其位列创新前沿。

探索瑞萨40纳米制程技术的主要特性和亮点

瑞萨的微控制器单元(MCU)工艺技术一直在迅猛发展,以满足半导体行业的需求。高性能和高集成度的MCU犹如敏捷的大师在演奏先进技术的交响乐,将各行各业的生产力和创新推向新的高度。借助我们闪电般的执行速度、无缝连接和处理大量数据的能力,这些MCU已成为现代工业系统的支柱,实现实时控制、智能自动化和数据驱动的决策。瑞萨正在积极缩小工艺节点的尺寸,其中最受欢迎的是40纳米技术。瑞萨早在2013年就率先推出了基于40纳米的MCU,随后不断发展这一技术,以提供高性能和高集成度,以满足各种苛刻的应用需求。瑞萨的40纳米制程技术旨在集成高速连接、高级安全功能以及对人工智能和机器学习等高级功能的支持。

借助40纳米技术的先进工艺,瑞萨的MCU集成了具有更高分辨率、更高采样率和更高线性度的模数转换器(ADC)。此外,分辨率更高的数模转换器(DAC)能够产生高质量的模拟输出信号。通过推动工艺技术的发展,瑞萨不断提升其MCU的性能和功能,为工程师提供满足各种应用所需强大模拟功能的创新设计解决方案。瑞萨MCU工艺技术发展的趋势包括缩小工艺节点、集成高级功能、注重能效和提高处理能力。随着这些趋势的不断发展,瑞萨已做好了准备来满足半导体行业不断变化的需求。

瑞萨的40纳米工艺MCU功能和支持应用

瑞萨的40纳米MCU采用了一种被称为40纳米节点的工艺技术。基于这一技术,瑞萨的MCU提供了领先的功能和终极集成,具体如下表所示。

高端40纳米MCU特性

性能:多核并拥有更高的计算频率

功耗更低:降低50%的功耗

集成:大容量闪存

可靠性:长达20年的数据保留能力

这种工艺技术指的是制造MCU时使用的晶体管和互连的尺寸。瑞萨在其汽车微控制器单元(MCU)中采用了分栅金属-氧化物-氮化硅-氧化物-单晶硅(SG-MONOS)技术,这使得其在行业中脱颖而出并带来了众多的优势。作为拥有30多年的电荷俘获型非易失性存储器(NVM)生产经验的瑞萨,已成为提供卓越功能和可靠性解决方案的领导者。瑞萨利用电荷俘获型非易失性存储器(NVM)技术实现更快的性能,并在其MCU中集成大容量闪存。这项技术能够实现高效的数据存储和检索,从而缩短访问时间并提高系统性能。瑞萨还将大容量闪存集成到其MCU中,减少了对外部存储设备的需求,增强了MCU的功能。

40纳米制程技术的一个突出优势是其世界级的高速随机读取性能,这使得瑞萨成为这方面的行业前沿。快速高效地访问数据的能力在许多应用中至关重要,而瑞萨的40纳米MCU在这方面提供了无与伦比的性能。此外,瑞萨的40纳米制程技术,还提供了最快的闪存访问速度,无需等待的状态,这意味着可以快速读取和写入数据,从而提高系统响应能力并减少延迟。这一优势在实时应用中尤为显著,因为快速数据访问对于无缝操作至关重要。

瑞萨的40纳米工艺技术还采用了基于电荷俘获机制的离散存储节点架构。这种设计确保了高可靠性和可扩展性,使MCU能够承受苛刻的工作条件,并适应不断发展的行业要求。此外,集成氮化薄膜存储(SiN)技术实现了薄型单元设计,使MCU与先进的逻辑工艺兼容。

通过分栅源端热电子注入(SSI)编程的实施,瑞萨的MCU实现了低功率编程操作。这有助于提高能效,降低功耗,并延长便携式设备的电池寿命。为了进一步提高性能和能效,瑞萨采用了低电压字线驱动,并消除了读取访问路径中的高电压。这些优化措施实现了超过400MHz的高速随机读取操作,同时保持较小的区域尺寸。高性能、低功耗和紧凑尺寸的结合使瑞萨的40纳米MCU成为各种应用的理想选择。

瑞萨的40纳米技术为各种工业、消费和汽车应用带来了显著的优势。其中,一些领先优势包括电荷捕获NVM产品、世界一流的高速随机读取性能、最快的闪存访问、高可靠性、可扩展性和优化的电路设计。瑞萨持续推动MCU技术的发展,这些进步使工程师能够为性能、功效和尺寸至关重要的各种行业的设计创新提供高效的解决方案。

瑞萨MCU为当前技术带来的附加值

瑞萨的40纳米工艺技术已经开发出一系列具有先进特性和功能的MCU和MPU。以下是一些采用瑞萨40纳米制程技术的MCU产品示例,以及它们的功能和应用支持介绍:

RX72N系列

这组MCU是为工业自动化和控制应用而设计的。它具有高性能32位RXv3 CPU内核、高达4MB的闪存和高达640KB的随机存储器(RAM)。RX72N系列还支持以太网、CAN和USB通信接口,适合机器人、电机控制和工厂自动化等应用。

有关RX72N产品的更多信息,您可点击下方链接查看:

RX72N

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx72n-rx-family-flagship-32-bit-microcontroller-highest-performance 

RA6M5系列

RA6M5组MCU专为高性能物联网应用而设计。它具有200MHz Arm® Cortex®-M33 CPU内核、高达2MB的闪存和高达512KB的RAM。RA6M5系列还支持以太网、USB和CAN FD通信接口,以及AES和SHA加密等安全特性。这使得它非常适合所有互联应用以及智能家居、楼宇自动化和远程监控。

有关RA6M5产品的更多信息,您可点击下方链接查看:

RA6M5

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra6m5-200mhz-arm-cortex-m33-trustzone-highest-integration-ethernet-and-can-fd 

RX66T系列

RX66T是瑞萨的微控制器单元(MCU),专为工业自动化系统和机器人领域的高性能电机控制应用而设计。它拥有一个32位RXv3 CPU内核、专用外设、多种存储器选项,以及UART、SPI、I2C和CAN等通信接口。RX66T还包含高级安全功能,如内置自测功能和内存保护单元。它的工作电压范围广泛,通常为2.7V至5.5V,并提供全面的开发生态系统,包括软件开发工具、中间件和库。RX66T MCU非常适用于对精密电机控制要求较高的应用,如工业机器人、电机驱动设备和自动化系统。

有关RX66T产品的更多信息,您可点击下方链接查看:

RX66T

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx66t-32-bit-microcontrollers-optimal-motor-control-industrial-home-appliance-and-robotics-applications 

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瑞萨先进的40纳米微控制器设备

瑞萨的40纳米制程技术,拥有高集成度、高能效、高性能和可扩展性,彻底改变了微控制器技术的格局。这些先进的MCU为工程师提供了高效的解决方案,包括延长电池寿命,增强处理能力和响应能力。而高速闪存、优化的电路设计和高级安全功能等特性帮您轻松设计出创新产品!毋庸置疑,瑞萨的40纳米MCU树立了行业新标准,让您的设计更有竞争力!不论是工业自动化和控制,还是物联网应用和电机控制,这些MCU将助您实现更高水平的生产力和创新!

瑞萨将持续推动MCU技术的发展,提供满足半导体行业不断发展需求的增值解决方案,欢迎使用我们的产品,期待与您一同开创未来!

来源:瑞萨电子

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围观 68

2016年3月9日到15日,人工智能AlphaGo与围棋世界冠军李世石在韩国首尔进行了备受瞩目的人机大战。这是人类历史上第一次围棋世界冠军与人工智能进行的正式比赛,引起了全世界的关注。在这场比赛中,AlphaGo以4比1的成绩战胜了李世石,展现出了人工智能在围棋领域及其它复杂决策方面的强大实力和无限潜力。这场比赛是一场具有历史意义的人机大战,其意义不仅仅在于胜负和技术的突破,更在于它推动了人工智能技术的快速发展和普及。

AlphaGo的成功很大程度上归功于机器学习和深度学习技术,特别是卷积神经网络(CNN)和递归神经网络(RNN)。这些技术使机器能够学习数据中的复杂模式和关系,使它们能够在曾经被认为极具挑战性的任务中表现出色。

随着AlphaGo的成功,人工智能开始应用到各个领域。深度学习模型开始在图像识别、自然语言处理和其他任务方面表现出色,进一步促进了人工智能技术在医疗保健、金融和自动驾驶汽车等行业的应用。最近比较火得自然语言处理处理工具ChatGPT, 百度文心一言,科大讯飞星火等都是非常典型的机器学习应用。这些工具不但可以和你聊天,还可以帮你写作文,不但可以帮你检查软件代码的语法和逻辑问题,还可以帮你写各种各样的软件代码,比如写C或C++程序,JAVA程序,Python程序等等。功能强大,使用方便,可以说是我们程序员的好帮手。此外,人工智能和机器学习应用还包括搜索引擎,数据挖掘,计算机视觉,语音和手写识别,游戏和机器人,生物特征识别,医学诊断,异常检测等等。相信在不久的将来会有更多的机器学习应用落地,给我们的生活,学习和工作等各方面带来极大的方便。

回顾人工智能和机器学习的发展历程我们可以看到人工智能和机器学习算法软件的发展离不开硬件的发展,两者是相辅相成,相互促进的。虽然算法和深度学习技术在AlphaGo的胜利中发挥了关键作用,但GPU硬件的计算能力和并行处理能力更发挥了至关重要的作用。先进的算法和硬件加速之间的协同作用使AlphaGo能够掌握复杂的围棋游戏,并击败像李世石这样的世界冠军棋手。

随着微控制器技术的突破,人工智能和机器学习不仅可以在高计算能力的计算机和应用处理器上运行,还可以在微控制器平台上有效运行,大大促进了许多人工智能和机器学习应用在边缘节点上落地,推动了物联网节点快速走向智能化。通过下面演讲内容分享,大家能了解到从视觉、语音到时间序列等人工智能应用,不管是对深度学习或经典机器学习,恩智浦都可以提供相应的解决方案,包括入门级微控制器到高性能跨界处理器以及具有专用神经处理单元(NPU)的微控制器。

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来源:恩智浦MCU加油站

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