智能家电

家电MCU面临新挑战

在家电领域,目前市场上空调、冰箱、洗衣机三大白电销售总量均稳定上升,根据产业在线的数据,2021年三大白电MCU市场规模已超过7亿颗。随着人们生活水平的不断提高,未来智能家电市场将不断加速发展,MCU市场需求持续扩大。

智能化、高端化、绿色健康、安全已成为当前智能家电发展新趋势。受国家能效相关政策法规驱动,中国变频家电(高能效)渗透率稳步提升;整机厂商降本增效的压力始终存在,要求家电主控芯片具有高集成度,尽量减少外围器件,进而缩小PCB尺寸;随着用户对舒适性的追求不断提高,要求家电电机转速平稳、无明显电流噪声;另外在家电联网、FOTA升级等方面还需要解决安全问题。家电领域这些发展和需求新变化,都对作为智能家电电控核心的MCU芯片提出了新的技术挑战。

“N32G430优势技术赋能高效智能家电应用"

N32G430在家电应用领域的核心技术优势

国民技术精心打造的N32系列MCU在家电领域用途广泛,其新成员N32G430具有高性能、高集成、高可靠等技术特点,极具性价比,在家电电控与电机应用方面具有核心技术优势,可提供16个子型号满足家电领域对高效智能与综合成本控制的极致需求。

“N32G430优势技术赋能高效智能家电应用"

优异的性能表现,支持浮点FOC运算

N32G430系列采用Arm®Cortex®-M4F内核,工作主频128MHz,支持浮点运算和DSP指令,内置1KBCache。在同等资源情况下高性能表现优异,芯片性能达到160DMIPS,Coremark跑分高达420,待机功耗低至3uA(3.3V@25℃)。

借助强大的浮点数处理能力,N32G430在计算转矩,偏心等方面更加灵活,速度也更快。例如在洗衣机应用中很重要的转矩负载,偏心等参数计算,由浮点型运算计算出来的转矩更精确,分辨率更高,偏心参数比定点型的更准确。

集成度高,模拟资源与数字接口丰富

N32G430采用40nm先进工艺,针对家电电控与电机应用提供业内领先的高性能独立5MspsADC,具备64级可调比较基准的3路高速比较器等模拟资源。

在采样精度相同的情况下,ADC采样速度越高,对功率器件开关噪声抑制能力越强。N32G430的12位ADC采样速率达到业内领先的5Msps采样能力,在下桥臂电阻采样应用中,调制比可以更加接近于100%。N32G430的ADC支持高达16个外部采样通道,支持单端模式和差分模式采样,支持PWM周期内多次任意时刻触发ADC采样,使得电机控制应用中的电流采样方式更加灵活。

N32G430每个比较器与多个PIN脚可实现软件切换。在过流保护方面,通过比较器接受过流信号,用比较输出结果直接控制高级定时器的6路互补输出,可快速关断驱动;N32G430丰富的比较器PAD作为普通GPIO输入功能使用,可以灵活调整IO电平的判断阈值,使得读取HALL信号等转子信息需要滤除复杂干扰信号的场景易于实现,无需增加PCB成本。

芯片具有4个U(S)ART,2个SPI,2个I2C,2个I2S,1路CAN2.0A/B总线等数字接口,可满足电机控制对CAN/RS485/LIN等接口需求。目前N32G430面向不同行业和应用场景可提供多达16个子型号产品供用户选择。

高可靠性,IO支持FT,具有宽工作温度范围

N32G430系列具有IO耐压、滤除杂波信号、宽工作温度范围等多项可靠性优势,其所有IO均支持FT,可保护IO免受5V电压冲击损伤,而且所有IO都有数字滤波功能,无需外置滤波电路,可提高恶劣环境下抗干扰能力。

芯片支持工业增强级工作温度范围,在-40℃~105℃可正常稳定工作。

芯片抗静电能力:±4kVESD(HBM)。

N32电控MCU系列产品及其典型应用

“N32G430优势技术赋能高效智能家电应用"

国民技术电机系列MCU产品包括N32G03x、N32G43x、N32G45x等系列产品。其中N32G430系列以其高性能、高集成、高可靠和超高性价比等优势,在家电、消费和工业等多个行业领域具有广泛用途。

在家电领域,N32G430可应用于冰箱,压缩机,空调,洗衣机,油烟机,破壁机、洗碗机等,目前已在洗衣机等部分家电应用领域开始出货。

在消费应用领域,N32G430可用于风机/吸尘器,手持云台,电动工具、平衡车,无人机电调、视频接收卡、红外血氧仪等产品。

在工业控制与汽车电子等领域,N32G430可用于伺服,机器人,步进电机,两轮车电机,车窗控制、BMS、CANBOX等需求场景。

N32G430完善的开发生态

“N32G430优势技术赋能高效智能家电应用"

N32G430配套提供N32G430C8L7-STB开发板,全面支持Keil、IAR和GCC等软件开发工具,并提供NS-LINK高效率量产工具。中英文开发套件、应用笔记、参考设计、移植指南等全套文档一应俱全,官网开放全部资料下载,并提供多渠道的线上技术交流与支持。

国民技术领先的电机控制技术与方案支撑能力

“N32G430优势技术赋能高效智能家电应用"

国民技术拥有业内领先的变频电机控制技术、电机参数自动识别技术、各种先进电机控制算法等电机控制技术,并提供功能完善的可视化电机控制开发套件,工程师很容易上手,可快速搭建好电控产品应用原型。

来源:Nations加油站
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围观 24

5月12日,由大比特主办的第17届家电电源与智能控制技术创新研讨会在顺德圆满落幕。会议现场,雅特力产品市场经理林金海先生发表了题为《AT32 MCU在智能家电领域的应用解决方案》的主题演讲,同时现场还展示了多款高效节能的智能家电MCU及终端应用产品。

“雅特力携智能家电MCU精彩亮相第17届家电电源与智能控制技术研讨会"

此次演讲中,林金海先生详细介绍了雅特力低功耗、超值型、主流型、高性能及无线型五大系列MCU。雅特力全系列MCU芯片均采用55nm先进工艺,搭载32位ARM® Cortex®-M4/M0+内核,创造了MCU业界Cortex®-M4最高CPU主频288MHz运算效能,并支持-40°~105°工业级别芯片工作温度范围,具有高主频、高可靠性和高安全性等特性。AT32 MCU已经广泛应用在智能家电领域,在电机及变频控制、安防监控、指纹识别、触控按键等应用中发挥重要的作用。

雅特力AT32F415系列MCU已实现支持亚马逊的Amazon Connect Kit (ACK)功能,并在亚马逊的官方产品智能调光开关批量量产。通过支持Alexa的智能音箱或APP应用程序,为墙面开关添加语音控制功能,从传统开关轻松升级为智能开关。AT32F403A搭载毫米波雷达应用在电灯、空调、空气净化器、水及煤气阀门等智能家电产品中,为产品带来更精准的判断,实现更精准的联动,极大提升产品精确度和稳定性。雅特力新推出的AT32WB415系列MCU,采用了低功耗(BLE)蓝牙5.0,可为智能家电、消费性电子、工业物联网等多项应用领域提供最佳解决方案。

雅特力还提供IEC 60730安全B类库,包含硬件容错设计、自检程序和软件测试库,程序检测内容分为两个主要部分,即启动时的自检和运行时的周期自检,帮助用户顺利通过IEC 60730 B类家电安全标准认证,快速研发出更安全、更可靠的产品。

此次活动现场雅特力展示了吸尘器、高速风筒、电火锅、智能开关、安防报警器等智能家电领域的应用方案。

“雅特力携智能家电MCU精彩亮相第17届家电电源与智能控制技术研讨会"

“雅特力携智能家电MCU精彩亮相第17届家电电源与智能控制技术研讨会"

方案亮点:

  • 高效能运算(72~288MHz)使得运算更实时,让设备提早进入休眠,节省更多电力
  • 所有产品系列管脚兼容,便于升级功能/成本缩减不同市场需求

  • 完善的开发平台,加速产品导入市场

  • 集成MCU+射频通讯(蓝牙)功能,开创”无线”市场可能

此次研讨会聚焦智能家电技术创新热点,深入探讨家电电源设计方案、白家电变频控制方案、家电智能控制技术方案、家电电机技术、智能家居等话题,是华南家电行业一年一度的工程师技术盛会。雅特力此次参会充分展现了AT32 MCU在智能家电产品应用上的性能优势,吸引力大批行业人士前来参观交流!

“雅特力携智能家电MCU精彩亮相第17届家电电源与智能控制技术研讨会"

关于雅特力

雅特力科技于2016年成立,是一家致力于推动全球市场32位微控制器创新趋势的芯片(MCU)设计公司,专注于ARM ®Cortex®-M4/M0+的32位微控制器研发与创新,全系列采用55nm先进工艺及ARM® Cortex®-M4高效能或M0+低功耗内核,缔造M4业界最高主频288MHz运算效能,并支持工业级别芯片工作温度范围(-40°~105°)。

雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例:如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用,广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。

来源:AT32 MCU 雅特力科技
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围观 16

新唐科技针对智能家电如白电的冰箱、洗衣机、空调,厨电的咖啡机、电饭煲、电烤箱,健康护理家电的扫地机、空气清净机、净饮机、刮胡刀等应用,推出Arm Cortex-M内核的智能家电主控的新型号M471系列与M071系列微控制器。M471系列与M071系列整合IEC60730-1 Class B Annex H认证过的软件测试库(STL),可以显著减少开发时间和加速IEC60730-1 家用电器 B 类认证时间。同时也整合2.5V至5.5V的宽工作电压提供良好的信噪比、多种具有宽引脚间距的封装以及出色的高抗扰特性,ESD HBM 8KV、EFT 4.4KV,极大满足智能家电系统稳定性、可靠性和安全性的刚性要求。新唐针对平台提供ECO system技术支持,使用者可以轻易的导入开发,快速无痛的切换至新唐平台,还可大幅的缩短开发时程,加速产品推广上市。

M471系列是基于Arm Cortex-M4F内核的32位微控制器。提供运行频率高达 120 MHz,提供高达512 KB的dual bank Flash支持FOTA(在线韧体更新),64 KB SRAM用于运行时操作,32 KB独立Data Flash提供了256 Bytes的page erase单元。M471系列整合丰富的外设,包括遥控器自定义红外接收器(CIR)、多达24路16位PWM、1组Quad-SPI和实时时钟(RTC)、2组模拟比较器、多达24路12位SAR ADC、1路8位DAC。M471系列还整合了PRNG(Pseudo Random Number Generator随机数产生器),支持智能家电主控的加解密需求。

M071系列基于Arm Cortex-M0内核的32位微控制器,工作频率高达72 MHz。为了符合智能家电主控需求,具有高达256 KB的Flash,20 KB的SRAM,4 KB的ISP(In-System Programming在系统编程)ROM以及ICP(In-Circuit Programming在线编程)ROM和IAP(In-Application Programming应用内编程)ROM。为了用于特定 I/O 引脚的可调 VDDIO 引脚。M071系列整合了 SPROM(Security Protection ROM),提供安全的程序执行区来保护开发商的智财。除此之外,M071系列还配备了大量的外设,如多达12个16位PWM信道,多达20个信道12 位 ADC、模拟比较器、温度感知器、LVR(Low Voltage Reset低电压复位)和BOD(Brown-out Detector欠压检测器)。

为了提高客户工程开发之便利性,新唐科技提供基于NuMicro® M471系列及M071系列的NuMaker智能家电开发平台。下图是M471KI8AE系列的NuMaker-M471KI智能家电开发平台。M471 目标板包括用于跟踪指令的嵌入式跟踪宏单元 (ETM)、用于为遥控器进行模式匹配和译码的嵌入式硬件 IR 接收器。开发板上预留的陶瓷谐振器封装可用于 4~24 MHz 高速外部 (HXT) 时钟。

来源:新唐MCU
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围观 31

2021年11月11日,由大比特主办的“家电电源与智能控制技术研讨会”在合肥富力威斯汀酒店召开。

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥家电电源与智能控制技术研讨会"

当前,智能家电已经走入寻常百姓家。据IDC新预测,2021年智能家电增长速度超过30%,可见智能家电的市场空间依旧广阔,传统家电产品将加速智能化转型。但一般家电电源和智能控制仍然存在成本高、可靠性差、系统设计冗余等缺点,同时家电的节能环保和智能控制的用户体验愈发重要,目前电源设计、智能控制和变频技术等方案优化仍旧是众多厂商需要攻克的难点。而灵动专为电机与电源设计的MM32SPIN系列MCU可满足市场不同的家电应用。

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥家电电源与智能控制技术研讨会"

本次研讨会,灵动不仅发表了“基于灵动MM32SPIN系列MCU家电电机应用解决方案”的演讲,还带来了电机控制技术优异性能的多个成熟电机应用案例,例如:基于MM32SPIN37PSD / MM32SPIN06PF / MM32SPIN05TW开发的空调应用;基于MM32SPIN05TUOP开发的冰箱应用;基于MM32SPIN160C开发的吸尘器应用;基于MM32SPIN06PF开发的吹风机应用等,吸引了众多与会观众和行业客户前来参观交流。

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥家电电源与智能控制技术研讨会"

空调室外机应用方案

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥家电电源与智能控制技术研讨会"

MCU型号——MM32SPIN37PSD / MM32SPIN06PF

  • 针对空调室外机三合一解决方案
  • SPIN06 控制膨胀阀与系统 PFC,SPIN37 控制压缩机与室外风机
  • FOC 无传感器单电阻方案
  • 支持 1Hz 低频运行压缩机,支持 600 - 2500RPM 外机风扇
  • 支持滑模转子位置侦测、弱磁控制、震动抑制、顺风逆风启动
  • 支持欠压、过流、堵转、短路、缺相等保护机制

空调室内机应用方案

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥“家电电源与智能控制技术研讨会”"

MCU型号——MM32SPIN05TW

  • 无感 FOC,单电阻采样
  • 标准五线制接口:Vm DC 310V 输入,Vsp DC 0 - 6.5V 输入,FG 输出,DC 15V 输入
  • 板形易于内嵌到马达塑封外壳内
  • 支持 2000RPM 以上运行
  • 支持顺风逆风起动
  • 支持欠压、过流、堵转、短路、缺相等保护机制

冰箱压缩机应用方案

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥“家电电源与智能控制技术研讨会”"

MCU型号——MM32SPIN05TUOP

  • 磁链观测器,一级能效
  • 震动抑制算法,超静音工作模式
  • 无传感器 FOC,单电阻采样

吸尘器应用方案

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥家电电源与智能控制技术研讨会"

MCU型号——MM32SPIN160C

  • 支持超高速无感方波运行
  • 支持欠压、过流、堵转、短路保护
  • 支持恒转速/恒功率控制

吹风机应用方案

“灵动MM32SPIN系列MCU赋能合肥家电电源与智能控制技术研讨会"

MCU型号——MM32SPIN06PF

  • FOC 无传感器方案
  • 支持快速停转,顺风启动(接转)
  • 400mS 至最大转速,支持 150,000RPM
  • 支持欠压、过流、堵转、短路保护

灵动微电子全面规划布局智慧家电领域,凭借独特的针对电机控制的 IP 优化设计、驱动算法和主控芯片技术为客户提供全方位的技术支持。以MCU微控制器为本,提供包括:芯片和参考方案;软硬件开发和调试工具,实时操作系统支持;小批量验证和测试设备;以及和第三方合作伙伴一起构建量产烧录工具和安全在线升级服务。帮助客户完成产品设计,缩短上市时间,实现市场价值。

来源:灵动MM32MCU
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围观 33

Arm宣布与美的达成战略合作关系,双方将以美的利用ArmMbed OS作为内核打造的自有物联网操作系统SmartOS为开发基础,通过一系列生态系统、标准化和安全性等方面的合作,减少重复开发工作,实现统一、安全、多样化的智能家电系统平台。

目前,物联网市场尚无统一的生态系统,碎片化较为严重。此次Arm与美的的合作将推动智能家电应用的标准化,通过统一应用Mbed技术,并以SmartOS为基础,整合相关芯片与设备,从而实现更为高效的应用与平台开发工作,构建一个统一化、标准化的智能家电系统平台。

Arm Pelion物联网平台还将为美的提供操作系统、云服务、工具和开发人员生态系统等方面的支持。Pelion平台由两套关键产品组成——基于云的安全设备管理服务和针对安全设计物联网端点和节点的设备软件。在安全至上的物联网领域中,Pelion物联网平台可提供从芯片到云的牢固的信赖基础,其搭载的Mbed OS是第一个支持兼容于平台安全架构(PSA ,Platform Security Architecture)、具有可信启动(trusted boot)、储存、以及加密技术的操作系统

PSA是Arm所提出的产业共同框架,为物联网生态系统提供强大、可扩充的安全机制,保护数以亿万计的联网装置。以此为基础,不仅推出首个威胁模型与安全分析(Threat Models and Security Analyses,TSMA)与开放源码参考固件Trusted Firmware-M,近日更推出全新API与API测试套件,持续扩充PSA方案。这都将为企业与消费者带来长远的信任。

此外,美的将从Arm取得众多安全性支持,包括采用PSA标准,并向Arm提供关于PSA的反馈,以提高连接设备抵抗攻击的能力。同时,美的还将支持Arm建立消费类设备的威胁配置文件,从而帮助Arm明确和推出针对高安全性消费类设备的配置文件。

Arm公司副总裁兼物联网设备服务业务总经理Chris Porthouse表示:“我们很荣幸能够与美的在物联网和智能家电领域达成战略合作,这将会是物联网以及智能家电领域里程碑之一。通过此次战略合作,我们能够在Mbed技术产品路线图中更全面地考虑美的等合作伙伴的实际需求,并定期开展技术与商业讨论,界定和执行有利于实现双方企业目标的合作计划。未来,我们还将在人工智能领域开展合作。”

美的物联网技术负责人毕志国表示,"全球有亿万用户正在使用美的家电,无数的智能设备连接在云端。为了进一步推进智能化的升级,希望通过与Arm的合作建立家电领域Smart OS平台,提升产品智能化支撑能力、降低智能应用的开发周期与成本。此外,我们还将在人工智能、市场营销等方面展开一系列合作,共同推动Smart OS在家电领域的应用。"

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