MCU

MCU是Microcontroller Unit(微控制器单元)的缩写,它是一种集成了中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出端口(I/O)、定时器(Timer)、串行通信接口(UART、SPI、I2C等)和其他外围设备控制器的单个芯片。MCU通常用于嵌入式系统中,用于控制各种电子设备和系统。

由于其集成度高、体积小、功耗低以及成本相对较低等特点,MCU被广泛应用于各种嵌入式系统中,例如智能家居设备、医疗设备、汽车电子系统、工业自动化等。MCU的选择通常基于应用的需求,如处理性能、功耗、外设接口等因素。

近年来,随着工艺与IP的逐渐成熟,32位的MCU增长迅速,风头之劲乃至16位的MCU基本上被跳过了。现在说嵌入式MCU,要么就是8位,要么就是32位,16位的MCU产品型号屈指可数。

很多嵌入式工程师对8位MCU可能会有如下一些误解。

8位MCU正在被淘汰

这是最常见的误解,先说事实,根据最新的Gartner的市场报告,8位的市场营收额和增长额跟32位的相比都仅仅差几个百分点。考虑到8位的单个芯片比32位芯片要便宜很多的事实,8位的出货量其实远高于32位的。

打个直观的比方,现在我们有了高铁,是不是所有传统的普快、特快火车都要立即淘汰呢?显然事实并非如此,至于原因就太多了。现实情况就是,8位 MCU曾经的应用领域并不能立即用32位的MCU直接替代。

8位处理器缺乏创新

不少人会认为既然现在市场的宠儿是32位的MCU,厂商们是不是都没有投入研发资源在8位产品上了。这么想的人可能一想到8位的MCU,脑海中会浮现40DIP的“经典8051”的形象。

事实上,芯片厂商们并没有停止创新。比如,CIP-51内核因为采用了一个时钟周期等同于一个指令周期的设计,瞬间将同频率的8051性能提高了12倍。国内的一些半导体厂商也有基于8051或其他8位内核的创新。

8位处理器难以使用C/C++语言编程

如果你了解Arduino的设计原理,这个误解就不攻自破。当然坦白讲,8位的MCU使用高级语言编程确实比32位的MCU要困难些。主要障碍就是内存地址的不统一。比如,8051内核的内存地址就分为CODE、data、sfr、idata和xdata。如果涉及到banking就更复杂了。8位的PIC还有硬件Stack这样更加“非主流”的设计,但是这些障碍都可以通过工具的优化来缓解。

8位处理器专为简单应用而生

这个观点倒是有几分真实,但是嵌入式应用本身就是简单应用居多。嵌入式系统应用的本身特点决定了8位依然有很多用武之地。外设和编译器的进化将慢慢拓展8位处理器的应用范畴。

8位处理器不能胜任IoT应用需求

IoT应用不是一个单独的应用,而是一个复合应用。智能手表、智能音箱、主控制器、网关这种当然需要复杂的处理器来实现。但是IoT应用还包含大量的传感器节点、执行节点和转换节点。这种节点用低功耗的8位处理器来实现更加适合。

8位处理器响应慢

这个就是完全的误解了。典型的嵌入式应用中,响应速度主要跟中断响应和唤醒延迟相关。8位处理器有天然的优势(地址转换工作量小、IP单元实现门数少),至少不输于32位的处理器。

8位处理器的能效低于32位处理器

曾经看过ARM公司的权威工程师写的一本书,书中观点是32位处理器的能效比高于8位的MCU,理由是32位处理器能快速处理完任务,休眠时间的比例更大。但是,这个结论包含一个假设,就是任务有一定复杂度。

如果任务本身非常简单,唤醒过程的功耗也很大,那么这个假设不成立。针对不同应用场景,不能简单说8位、32位哪个能效比更高。至少非常简单的应用中,8位的能效比要高。如果再加上单独响应,无需CPU干预的一些任务,8位的能效比甚至能高出很多。

相同价格的32位处理器功能远强于8位处理器

这个也有一定程度的可信度,但是不要忘记有相当大的一部分应用使用8位的MCU就已足够在这种情况下,非要购买平均价格高一点的32位MCU,成本就会上升。对于很多基本上标准化了的嵌入式产品来说,8位MCU还是具有一定的成本优势的。

8位处理器设计的应用不能适应未来变化

这是个思维角度问题,作为嵌入式程序员,更应该考虑当前的任务。不管是什么类型的MCU,如果产品形态变化了或者需求本身变化了,就要重新设计。未来谁都看不清,何必考虑那么多没有实际意义的前瞻。

8位处理器开发工作更繁重且没有升级路径

32位处理器的处理更加以软件为中心,可以做更多的代码复用。而8位处理器更多地利用硬件外设来完成任务。综合而言,没有绝对的差别。

只要是嵌入式处理器,升级路径都不大明确。如果你采用既有8位,又有32位的产品的厂家,你会发现很多外设都很相似。考虑到现在图形化配置外设的趋势,升级路径逐渐变得不那么重要,反正都是图形化或者脚本化来生成基础驱动代码。

来源:电子技术开发者

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Holtek新推出24-bit A/D Flash MCU BH67F5372,具备Delta-Sigma ADC高分辨率效能,特别适合高精准度测量类产品,例如电子秤、血压计、温度计、仪表等。

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BH67F5372内建24-bit ADC电路,转换速度最快达1.6kHz,可实现高精准度测量。另搭配12-bit ADC,转换速度达125kHz,实现快速测量。MCU资源包含HT-8 MCU核心、32K×16 Flash ROM、3072×8 RAM、2048×8 EEPROM及多种通信接口。内建LCD Driver可直推LCD panel。

BH67F5372提供64-pin LQFP封装型式,搭配丰富的资源及完整的功能,可满足多种不同档次,多样化产品的需求。

来源:Holtek

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矽力杰继发布车规ASIL-B MCU SA32B1X系列以来,已陆续成功取得AEC-Q100认证、ASIL-B产品认证、CAN一致性认证,并完成了量产交付工作。            

本期小编将为大家带来3个认证相关背后的故事。

1、规范质量体系&严苛车规标准

矽力杰自2017年就开始量产车规芯片,至今已量产交付近8年,经受了市场和时间的检验,产品方案得到全球汽车合作伙伴的一致认可。

对于车规芯片,矽力杰始终认为芯片不是测出来的,而是通过严苛的车规产品设计流程和标准体系的规范来保证。以下是矽力杰高效明确的团队分工和规范的质量体系:

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质量标准体系

  • IATF16949

  • ISO26262

  • ISO9001

  • ISO14001

  • ISO/IEC27001

  • ISO/IEC17025:2017

国际汽车电子协会(Automotive Electronics Council,简称AEC)作为车规验证标准,包括AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(分立器件)、AEC-Q102(光电器件)、 AEC-Q103(MEMS器件)、 AEC-Q104(MCM多芯片组件)、AEC-Q200(无源器件),其测试比消费/工控型芯片规范更严苛,规定了各类车规元器件应完成的试验项目及条件,用于验证电子元件达到AEC-Q的要求。

针对集成电路IC,根据AEC-Q100标准,需要进行3个不同lot的测试,每个lot需要1000小时。矽力杰在AEC-Q100标准基础上,进行了多项加严测试,包括但不限于1st lot加严到2000小时,多种测试条件(电流/电压/温度)的加严测试,从而保证矽力杰车规芯片产品足够稳定可靠。

2、功能安全

在新能源汽车市场份额和渗透率不断提高的背景下,车规级芯片作为汽车产业核心关键零部件,然而车规芯片对高安全、高可靠、高稳定性的极端追求成为亟需解决的行业难题。

矽力杰在2021年组建了一支国内顶尖的功能安全团队,汇聚了业内顶尖的工程师和专家。团队核心成员拥有20年以上国际知名大厂芯片研发及功能安全开发管理经验,产品涉及激光雷达、微波雷达、电源管理、刹车控制等多个领域。团队多位工程师获得TUV莱茵颁发的功能安全经理及审核员证书;团队拥有和诸如TUV莱茵、SGS等多家第三方认证机构以及多家国际知名Tier 1企业合作的丰富经验。

矽力杰已获TUV莱茵ISO26262 ASIL-D流程认证,目前多款产品已经拿到产品认证证书和审核报告,更多产品正在进行产品认证中。

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3、重要外设的第三方认证

CAN外设在汽车上承担着网络通信连接的重要作用。而CAN的一致性测试会被tier1作为最关键的测试之一进行严格对待。

对于MCU来说,集成的CAN controller需要与CAN transceiver搭配通过CAN ISO16845的一致性测试。针对CAN controller和CAN transceiver会有ISO16845不同的子章节标准对应。

矽力杰车规MCU集成的CAN controller外设已通过了第三方的CAN ISO16845-1:2016 一致性测试认证。

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来源:矽力杰半导体

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6月13日,翌创微电子在上海虹桥绿地铂瑞酒店成功举办了“‘翌’路领航,创‘芯’能源”ET6000系列MCU/DSP产品发布会。在此次发布会上,翌创微电子荣耀发布了首款全国产双核Cortex-M7能源主控MCU/DSP——ET6000系列芯片。

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翌创荣耀发布首款全国产双核Cortex-M7能源主控MCU/DSP

公司CEO罗翔鲲:以“芯”力量助推新能源高质量发展

发布会开场,公司CEO罗总满腔热情地发表了开场致辞。他带领大家回顾了公司从创立至今的历程:翌创微电子是在全球从化石能源向清洁能源转型和双碳目标确定的大背景下应运而生的。他强调,公司自成立之初,就立志通过技术创新与产品研发,为新能源领域带来新的活力,推动光储充行业向更高质量的发展迈进

在演讲中,罗总深入剖析了当前全球能源市场的状况及未来走势,他表示:“在全球追求碳中和目标的大环境下,新能源正逐步从辅助能源转变为主体能源,而技术的持续革新将为这一变革提供坚实支撑。翌创团队正积极面对挑战,紧抓机遇,为实现碳中和目标贡献我们的‘芯’力量。”

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公司CEO罗翔鲲满腔热情地发表了开场致辞

“未来,几乎所有行业都将需要与以光伏为代表的新能源协同发展。”罗总提到,“就拿当前最火热的AI来说,AI的尽头是算力,算力的尽头是电力,电力的尽头是新能源、是光伏。”

绿色发展是未来高质量发展的核心,而新能源技术本身就是推动这种绿色发展的新质生产力。罗总表示,在这个历史性的转型过程中,公司将不遗余力地投入研发,为推动碳中和目标的实现贡献力量。

在发布会上,罗总宣布:翌创ET6000系列MCU/DSP荣耀发布。“我们希望与客户、合作伙伴一起,创新赋能新能源生态,共谋光储充行业发展!”

ET6000系列揭开面纱:高性能实时控制,绿色能源未来可期

随后,翌创微电子CMO丁京柱向与会嘉宾全面介绍了ET6000系列产品的卓越特性和完备的开发生态。他介绍道,ET6000系列凭借高算力、高性能模拟外设以及高精度PWM发波等关键技术特性,精准满足光储充行业实时控制应用场景的多样化需求。

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公司CMO丁京柱介绍ET6000系列的卓越特性和完备的开发生态

翌创团队围绕ET6000系列MCU/DSP,精心打造了一系列与数字能源应用相关的专业级解决方案,包括PFC、LLC、车载充电机(OBC)、组串式逆变器、微型逆变器、充电桩模块等参考设计。

“以车载充电机为例,团队采用碳化硅器件作为PFC级的主功率器件,通过ET6001芯片的高速环路控制,实现了两路交错120kHz高频硬开关,既降低了磁元件尺寸,又维持了较高的转换效率。”

这些实际应用案例充分展示了ET6000系列在新能源领域的广泛潜力和价值,引起了与会嘉宾的广泛关注和热烈讨论。

此外,翌创团队还为ET6000系列配备了完善的开发生态系统,包括软件应用生态、EVB测试平台和场景测试平台,旨在降低客户工程师的学习成本,缩短开发周期,加速产品上市。

ET6000系列推出:彰显新能源主控“芯”实力

此次发布会的成功举办,不仅彰显了翌创微电子在新能源主控芯片领域的技术实力和创新能力,更传递了其推动绿色发展的坚定决心。随着ET6000系列的正式推出,翌创微电子有望在全球能源革命和碳中和目标实现过程中发挥更加重要的作用。

此次发布会不仅是一场技术与产品的盛宴,更是一次行业交流与合作的契机。固德威副总裁方刚,以及合肥一维新能源、厦门宝沃尔、阳光电源、天青元储、美的合康等行业嘉宾及代理商、相关投资机构代表也亲临现场,共同见证了这一荣耀时刻。

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发布会现场

除了到访嘉宾外,还有来自全国各地的数千位电源工程师在线上观看了本次发布会,大家踊跃发言提问,对技术细节、产品应用、未来趋势的探讨等细节进行询问和探讨,并表达出对ET6000系列MCU/DSP量产上市的期待。

参会嘉宾们纷纷表示,将密切关注翌创微电子的后续发展,期待与之展开更紧密的合作,共同书写能源行业的新篇章!

关于翌创

成都翌创微电子有限公司于2021年9月在成都成立,在上海、深圳、武汉均有分部。公司立足新能源领域的“源、网、荷、储”,聚焦工业(光伏、储能、充电桩、电机等)、新能源汽车(电源、电池、电控、域控)等领域,为客户提供高性能的“芯片+产品”解决方案。

公司立足中国应用市场,紧跟工业、车载等领域的发展趋势,深入了解客户需求,精准定义芯片规格,快速推出新品,提供具有竞争力的产品和服务,确保供应链、产业链安全自主可控。

公司地址:成都高新区高朋大道3号东方希望大厦A座9楼901室

电话:028-83350520

网址:https://www.etmcu.com

邮箱:support@etmcu.comsales@etmcu.com

来源:翌创微

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今天给大家介绍瑞萨合作伙伴逐飞科技开发的一款基于RA8系列微处理器的RA8D1为主控的一台智能语音小车,该小车搭载多种传感器模块,能够实现精确的姿态控制、姿态调整、无线图像传输与显示、语音识别和自动抓取等功能。

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语音麦轮小车方案

1、小车硬件框架

硬件部分主要以瑞萨RA8D1 MCU为核心,围绕其设计的核心板和扩展板拥有丰富的外设接口和扩展能力。主板通过外部的3S锂电池进行供电,通过高效的LDO为系统提供6V、5V和3.3V等多级电压输出,以满足不同模块的特定供电要求。为简化各个模块的连接,主板的接口按照模块的接口形式进行划分,并确保所有模块的控制线路与核心板已分配引脚进行连接。

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2、小车任务概括

小车任务是围绕智能语音交互完成抓取任务,且设计有人机交互,通过屏幕实现信息的输入输出、并且监控车模的姿态、状态以及实时显示由车载摄像头捕获的图像。小车系统内部自动完成的姿态闭环控制,能对车模进行精准的操作。支持局域网内无线图传以及通过语音命令控制车模。在发现目标物体后,通过对小车和机械臂的控制,自动实现对空间物体的定位和抓取。

3、小车主要硬件介绍

RA8微处理器

瑞萨电子RA8D1 MCU系列是业界首款基于Arm® Cortex®-M85(CM85)内核的32位图形微控制器(MCU),能够在480 MHz频率下实现超过3000 CoreMark分数的突破性性能,可支持高分辨率显示和视觉AI应用的卓越图形功能。此系列属于通用型MCU器件,适用于工业自动化、家用电器、智能家居、消费品、楼宇/家居自动化和医疗/保健细分市场中的各种高性能和计算密集型应用场景。

RA8D1 MCU集成了高性能CM85内核和大内存,以及丰富的外设集,包括带并行RGB和MIPI-DSI接口的高分辨率TFT-LCD控制器、2D绘图引擎、16位摄像头接口和多个外部内存接口,经过优化可满足各种图形和视觉AI应用的需求。此类MCU采用176引脚和224引脚封装。

RA8D1

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra8d1-480-mhz-arm-cortex-m85-based-graphics-microcontroller-helium-and-trustzone 

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RA8核心板

核心板基于RA8芯片进行设计制作,核心板包含晶振、复位、SDRAM、FLASH、BOOT电路,引出了的下载调试接口、TF卡接口、SD卡接口,其他引脚作为连接主板引出。RA8芯片支持外接高达32M的SDRAM作为内存拓展,核心板布局如下图所示:

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RA8扩展板

扩展板则基于RA8核心板制作,根据已分配的外设引脚,留出相应的接口,方便后续连接外设模块。扩展板的布局如下图所示:

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屏幕模块

RA8芯片带有LCD的MIPI接口,MIPI协议采用了高速差分信号传输技术,可以减少信号干扰和噪声。使用的资源上,MIPI接口的引脚比SPI屏幕更少,通信速度也比常规的SPI或者并口通信快很多,所以方案中选用MIPI接口的3.1寸的IPS屏幕,像素大小为800*480。经过测试,纯刷屏速度能达到50fps+。结合触摸面板,便可以做到非常好的交互体验。

电机驱动模块

麦轮小车有4个电机,在小车上采用两块DRV8701E双H桥电机驱动模块来驱动车模的四个轮子,实现了对每个轮子的独立电机控制,在方案中使用RA8的General PWM Timer(GPT)外设作为PWM输出控制,对每一路的PWM输出精确控制。

摄像头模块

选用了OV2640彩色摄像头,它支持直接输出JPEG格式的图像数据。这一特性极大地简化了图像处理流程,RA8的16位摄像头接口CEU,不管是摄像头的RGB数据还是JPEG数据,都能通过CEU外设进行采集。通过CEU,最大可以采集2560*1920分辨率的图像。

4、小车主要软件介绍

软件流程

RA8配套的支持包中就包含了多个系统的支持,在工程创建的过程中选择需要使用的系统,后续便自动将对应的系统文件添加到工程中。方案中选择了FreeRTOS系统作为整体任务的分配以及管理,任务如下图所示:

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屏幕GUI控制

该方案为了实现更为直观和用户友好的操作体验,利用了图形用户界面(GUI)组件来展示摄像头捕获的实时图像以及关键参数。通过GUI的设计,不仅能够确保图像的清晰显示,还能够对界面布局和参数展示进行优化,从而提升视觉效果和用户交互的便捷性。

在GUI的设计上,选择了LVGL作为框架,并利用GUI-Guider软件进行初步设计。通过这个软件,能够快速搭建出所需的界面布局,随后将生成的源代码集成到项目中,随后为界面元素添加了参数设置和按键操作的回调函数来实现完整的交互功能。

语音处理

语音命令包括“前进”、“后退”、“左移”、“右移”、“左转”、“右转”、“停止”、“抓取”。在上位机中点击录音,然后对着麦克风口述上述命令之一,上位机会通过WIFI下方音频数据。单片机接收到音频数据后,在本地完成语音识别的算法,并根据命令来控制车模运动。

本方案通过电脑采集音频数据,进行幅值归一化处理后,通过WIFI发送到车模单片机。通过RA8单片机使用WIFI-UART模块和DMA接收数据,并通过运行在RA8上的语音识别算法进行处理。语音识别算法采用将音频信号转换为语谱图,再利用卷积神经网络(CNN)模型进行识别的方法。模型训练后,提取网络结构和权重参数,RA8单片机根据模型输出的向量确定命令,然后将识别结果显示在屏幕上,最后由控制线程完成小车的控制和机械臂抓取控制。

5、总结

以上便是此次基于瑞萨RA8的麦轮语音小车方案的技术分享,本项目使用了Arm® Cortex®-M85内核的RA8D1作为主控芯片,制作了一辆集成了多种功能的语音麦轮小车。

方案利用RA8芯片的强大性能和丰富外设接口,实现了一个语音命令的闭环控制系统,通过陀螺仪和编码器数据进行实时计算和调整,确保了车模的精确控制。通过RA8独有的CEU外设和芯片的高性能实现图像的实时获取、传输以及解压显示。此外,方案还采用了基于梅尔倒谱系数(MFCC)算法和卷积神经网络(CNN)模型的语音识别技术,实现了对语音命令的快速识别和响应,使得小车能够根据语音指令进行相应的动作,展示了RA8 MCU在智能设备领域的强大应用潜力。

来源:瑞萨嵌入式小百科

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作者:电子创新网张国斌

人工智能不仅深刻影响我们的工作、学习和生活,也在重塑IC设计行业的设计理念和开发理念,在6月15日召开的“赋能创芯,共筑生态”2024年度航顺HK32MCU新品发布会暨第二次代理商培训大会上,航顺芯片联合创始人、首席科学家&CTO王翔分享了AI大潮下的MCU发展趋势,概括起来就是---合纵连横!

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王翔认为未来MCU有两个发展方向:

1、行业横向融合--就是更多集成,实现MCU +传感器+无线连接+安全 +OS等,他称为MCPU (Micro Controller & Processing Unit)。

2、产业垂直整合--就是MCPU + 下游生态客制化设计 +智能应用客制整合,称之为MaaS (MCPU as a Service)。

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而且,他认为随着MCU集成的功能越来越多(SoC化)以及嵌入式AI能力,未来的MCU会实现算法自学习,越用越好用他表示MCPU+MaaS (MCPU as a Service)完成MCPU的生态客制化和应用智能化。

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他还举了两个例子,一个是宠物管理MCPU & MaaS,他指出《2023年中国宠物行业白皮书》显示,全国城镇宠物大猫数量达1.2亿只行业预计2025年产业规模有望突破8000亿元人民币,这是一个巨大的市场,宠物管理需要采集多种信号并需要进行健康管理情绪管理等,因此需要宠物管理MCPU & MaaS。

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另外一个例子是个性化产品的智造,这需要传感器处理、多电机联动等等。

王翔还认为未来的MCU产品将更多地集成机器学习和人工智能功能,使设备能够在本地执行复杂的数据分析和决策处理,而无需将数据发送到云端,这种边缘计算能力可以极大地提高响应速度并降低数据传输成本。

作为对王翔分享MCU趋势的回应,元能芯副总经理陆潇介绍了他们和航顺携手打造融合芯片、算法、方案、云技术为一体的智能功率系统平台,为生态伙伴提供完整的解决方案和芯片产品,应用于消费电子、工业电子、新能源、汽车电子等领域。

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元能芯的最新方案将MCU ,6颗MOS管和其他驱动元件集成在一起提供,小小的芯片驱动50W负责,并可以省去散热部件,不但将面积缩小更帮助厂商降低了成本。

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他还表示融合了人工智能技术的元和云可以通过云端帮助给提供提供最适合的产品代码和参数,帮助客户快速完成试产到到量产,“以前一个工程师能能调10个案子,如果AI辅助做云调机,他能同时接100 、1000个案子,这是一个几何级的发展增长!可以大大提升研发效率!”他强调。

在本次大会上,王翔发布了航顺年度新品,概括起来就是更丰富,更专用,更高端!他对其中的两个系列做了详细分析:

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1、高性能迭代HK32F4系列MCU产品

HK32F4系列采用ARM Cortex-M4F内核,运行频率168MHz,内置1024KB Flash,192KB SRAM 和 64KB CCM,带有Trace跟踪模块 (ETM),高速USB OTG模块带高速PHY,10/100M Ethernet网控制器,多种音频、视频多媒体接口,还有和数据及存储相关的数字摄像头存储接口(DCMI)、可变静态存储控制器(FSMC)、四线高速串行外设接口(QSPI),远超同级产品的6个UART 加 4个USART的超高数量串口,为信息安全增加了TRNG、AES256、Hash、CRC等硬件模块。

HK32F4系列支持64、100和144脚等多封装,堪称工业控制、电力设备、储能、光伏逆变器、充电枪、电池管理BMS、屏显、门禁对讲、炒菜机、扫地机、洗地机、打印机、舞台灯光等应用的理想控制器

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2、新世代指纹传感新品HK32S0192

300亿智能门锁市场将逐步由硅基传感器迈入玻璃基传感器新世代,HK32S0192通过将极微弱和充满噪声的指纹传感信号进行精确的去噪、192路微弱信号放大采集,实现了稳定可靠的指纹特征识别。除此之外,HK32S0192打破了常见的ASIC逻辑芯片设计,通过集成CPU和嵌入式存储,实现了传感器控制参数的软件化;可实现各种传感参数的实时动态调整,从而灵活适配各类指纹识别的应用场景。

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HK32S0192内置ARM® Cortex®-M0内核、16 Kbyte Flash、4 Kbyte SRAM,最高工作频率48 MHz。HK32S0192内置指纹传感控制器(FPSTRX),指纹数字信号处理(FPSDSP),指纹数据的AES加密模块和专用串行外设接口(ASPI)。


  专用高精度模拟电路:

HK32S0192内置模拟电路包括:12个10位ADC,24个模拟运算放大器,电荷泵(CGPP)模块,模拟侦测唤醒(AWK)模块,温度传感器(TS)。支持最多192个输出驱动通道和192个输入采集通道,即192×192的电容阵列。

HK32S0192支持睡眠(Sleep)和停机(Stop)低功耗模式,通过周期性工作的模拟低功耗唤醒模块来唤醒芯片,达到5uA以内的平均待机功耗。

他还介绍了航顺符合AEC-Q100 G1的车规芯片

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概括起来,航顺MCU新品有如下特点

1、新MCU产品集成了高速480 Mbps的USB OTG功能,这使得设备能够在无需外部USB控制器的情况下,直接与其他USB设备通信。这不仅降低了生产成本,还缩小了设备的物理尺寸,为客户提供了更多的设计灵活性。

2、通过集成10/100 Mbps以太网MAC和PHY,新的F407系列MCU支持直接接入互联网。这一特性特别适合于需要快速网络连接的应用,如家庭自动化、工业控制系统以及智能网关设备。

3、 新产品增加了多种安全功能,包括AES硬件加解密、真随机数生成器和安全引导功能,这些都是为了增强数据安全性,防止恶意软件侵入和数据泄露,对于在金融和医疗等安全要求高的领域尤为重要。

4、 航顺新MCU产品设计注重能效,适用于电池供电的便携设备,如可穿戴设备和无线传感器。通过优化功耗,延长设备的使用寿命,同时减少对电池的依赖。

航顺芯片市场总监侯新荣还未代理商们分享了几个典型的热门市场未来发展预测。

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航顺芯片创始人、CEO刘吉平表示:未来,航顺芯片将继续坚持高端32位MCU+车规SoC双战略,与代理商携手前行,通过提供优质的产品和服务,“以客户为中心”,最大化地为客户实现价值,持续推进国产集成电路行业的创新发展!

注:本文为原创文章,未经作者授权严禁转载或部分摘录切割使用,否则我们将保留侵权追诉的权利

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不断升级焕新的消费体验,不断迭代融合的创新设计,加码消费电子、工业制造和汽车等行业需求的复苏和增长,MCU作为核心元件,迎来了巨大的增长机遇。根据Precedence Research的统计数据,2022年全球MCU市场约为270亿美元,预计2032年有望达690亿美元,未来10年复合增长率(CAGR)高达9.9%。

在新的产业周期里,终端市场对MCU的需求变得更加细分多元——开发人员希望借助MCU简化产品的设计,增加产品的差异化竞争优势,并获得出色的性价比优势。因而,高性能、高度集成、高安全性、高性价比、低功耗和小型封装等成为开发人员评估一款MCU是否有竞争力的关键。

高性能和高度集成

让产品开发化繁为简

新一轮产业周期里,进一步解决能量生产和需求在时间、空间以及强度上的不匹配,是全球能源转型升级过程中的关键一环,新型储能市场迎来前所未有的市场扩张。根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)的统计数据,2023年全球新增投运电力储能项目装机规模突破50GW,达到52.0GW;其中新型储能新增投运规模创历史新高,达到45.6GW。
CNESA在研报中指出,作为全球储能市场的主要贡献国,2023年中国新增储能装机量在全球储能市场的占比高达47%。截至2023年底,中国已投运电力储能项目中,以锂电储能为代表的新型储能累计装机规模达到34.5GW/74.5GWh(功率规模/能量规模),占比达39.9%。

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数据来源:CNESA,电子发烧友网制图

在新型储能系统中,BMS肩负改善系统安全性和经济性两大重任,是专门用于管理电池运行的控制系统,可以实现电芯监控、荷电状态(SOC)估算以及单体电池均衡等核心功能,为储能系统的稳定与高效运行提供有力保障。由于大型储能电站逐渐走向MWh级乃至GWh级,会有数以百万计的储能电池串联在一起,给储能BMS提出了非常严峻的挑战。

储能BMS系统主要由三部分组成:MCU、AFE(模拟前端)和传感器,其中MCU相当于是BMS系统的“大脑”,用以实现信号监管、数据记录和执行指令发布。为实现新型储能系统的规模性部署,应用于BMS系统的MCU需要满足两大新需求:首先,BMS算法变得更加复杂,电芯电压、电流、温度、系统绝缘、压力、异常气体等数据都要融入算法,并需要算法针对这些数据变化即刻做出响应,这对MCU主频、存储配置和算法运行效率提出了更高的要求;其次,除了电压、电流的常规监测外,电路保护和环境监测方面部署了大量的探测器和传感器,并配备有专门功能的保护电路,要求MCU提供更加丰富的外设资源。此外,对于系统级功能安全IEC 61508 SIL2已逐渐成为储能行业标准,用户对于MCU的安全可靠提出更为严苛的要求。

面对如此高规格且复杂的需求,如果采用传统的通用MCU,受限于主频、存储资源和外设资源,系统构建可能需要多颗MCU芯片,导致系统复杂度、系统成本和方案体积显著上升。采用兆易创新GD32F5系列高性能MCU便能够免去这些困扰。

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兆易创新推出的基于Arm® Cortex®-M33内核的GD32F5系列高性能MCU,为储能BMS等相关应用带来行业领先的性能和丰富的外设资源。该系列MCU最高支持200MHz的运行主频,工作性能可达3.31 CoreMark/MHz,为高性能工业应用提供充足的性能保障。该系列MCU符合系统级IEC61508 SIL2功能安全标准,能够提供完整的Safety Package开发资源。同时,GD32F5系列MCU最高配备了7.5MB的片上Flash及1MB的SRAM,MCU内置的高级DSP硬件加速器和单精度浮点单元(FPU),以及2MB可配置零等待执行区(Code-Flash),能够有效提升BMS核心算法的处理效率和实时性。

在外设资源方面,GD32F5系列MCU提供丰富的外设,帮助BMS系统构建各种功能。GD32F5系列MCU支持3个12位ADC、2个DAC等高精度模拟外设,可用于实现过压检测、过温检测和电芯均衡控制等功能;GD32F5系列MCU提供8个U(S)ART、6个I2C、6个SPI、2个I2S、1个SDIO、1个USB2.0 OTG、2路CAN-FD控制器和1路以太网等接口资源,为BMS系统的内部通信、外部通信、故障诊断、冷却系统控制等子系统的设计提供充足的支持。

高安全性减少产品设计的后顾之忧

新一轮产业周期里,“产品升级”需求让系统安全防护任务变得更加艰巨。无论是人工技术,还是物联网技术,共同的核心驱动都是数据。这些技术的飞速发展让数据安全成为行业关注的焦点问题,数据泄露和信息盗窃情况日益严峻,一旦发生可能会给企业和个人带来不可估量的损失。

以工业自动化为例,在这个领域里,数据每天在亿万台设备中流传,市场容量巨大导致数据安全问题突出。根据Frost&Sullivan的统计数据,2023年全球工业自动化市场规模达到4807.3亿美元,随着工业4.0时代的持续推进,预计到2025年全球工业自动化市场规模将达到5436.6亿美元。

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数据来源:Frost&Sullivan,电子发烧友网制图

在工业自动化系统运行的过程中,会遭遇很多方面的数据泄露风险,其中有一些较为典型:

无效的安全隔离

数据隔离通过将不同用户或应用程序的数据进行隔离,以防止数据泄露和交叉污染。无效隔离是在网络和硬件层面存在明显的安全问题,导致数据在传输和存储的过程中被窃取。

无安全启动机制

安全启动是一整套连贯的机制,以此来保障系统在启动的过程中不至于遭受入侵风险,从可信根验证、数字签名、安全环境部署到系统启动,很多系统存在安全环节缺失。

无事件响应措施安全挑战无处不在,导致安全入侵的事情时有发生,比如系统升级时可能就会被植入风险因素。有些系统缺乏入侵事件的响应机制,无法有效化解安全攻击。

作为工业自动化系统的核心元件,MCU兼顾性能和安全性是非常有必要的。工业自动化系统的安全子系统主要由模拟电路、安全组件和MCU三部分组成,随着系统集成度日益提升,目前大部分安全组件被嵌入到MCU内部,包括六大基础安全模块:安全下载、安全访问、安全通信、安全启动、安全调试和安全存储。除了行业统一的安全算法之外,目前MCU在安全性方面的配置和策略并不统一,高性能MCU一般会在各项安全配置上尽可能达到最优的水平。

兆易创新GD32F5系列MCU致力于提供行业领先的安全功能,该系列MCU符合系统级IEC61508 SIL2功能安全标准,内置多种安全功能,为系统运营各环节提供安全保障。

GD32F5系列MCU提供多级代码、数据保护区及EFUSE区域,支持安全OTA、安全启动、安全调试、安全下载等多种机制。为了帮助用户快速上手,GD32全新推出Security Boot and Update软件平台,提供安全启动、安全升级、安全通信及软件方案,用户可以根据实际需求进行二次开发。另外,该系列MCU提供完整的Safety Package,SRAM/Flash全区支持ECC校验,以保障完整存储空间的稳定可靠。

在产品供应方面,GD32F5系列MCU提供了包含BGA176,LQFP176/144/100/64等5种封装类型共10个产品型号,并有丰富的开源资源和板卡可供选择,为工业场景的差异化创新赋能。

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实现效能和功耗间的卓越平衡

在新的产业周期里,“产品升级”需求让很多应用面临更加严峻的低功耗挑战。为了能够搭载和实现更多的功能,目前电子系统对于功耗的划分越来越明确,除了元器件自身的动态功耗和静态功耗外,系统的待机功耗和睡眠功耗也成为重要的考量因素。对于依赖电池供电的设备,尤其是应用于环境物联网等场景的设备,挑战尤为显著。这些设备大都部署在偏远地区且数量巨大,如果系统功耗过高,将导致运维人员需要频繁更换电池,增加了工作负担。

比如在工业表计市场,目前水表、电表以及燃气表都在经历智能化升级,撬动百亿、千亿级大市场。根据S&P Consulting的统计数据,2023年全球智能计量仪表市场规模为1987.8亿美元,同比增长6.8%。其中,智能电表、智能水表和智能燃气表市场规模分别是1072.6亿美元、507.9亿美元和407.3亿美元。

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数据来源:S&P Consulting,电子发烧友网制图

表计产品的智能化升级主要受益于物联网技术的发展,在住宅建筑、商业和工业等领域,传统机械表计大规模转化为智能表计,以实现便捷抄表和系统性管理。在联网技术方面,智能表计主要采取的通信方式是LoRa、NB-IoT和Cat.1,一个重要原因就是这些联网技术都具有低功耗的优势。

然而,随着工业表计进一步的智能化升级,相关方案除了提供必要的采集、计量和传输功能外,还需要提供远距离控制、多模式计费、双向数据传输和防偷防窃等个性化功能。此时系统的运转不再只是单纯几个模式,而是要应对非预测性的动态变化,比如用户远程查看时,表计就要被唤醒,以快速进入低功耗运转模式。

更加智能的表计要求MCU在断电模式、定时系统、事件驱动、片上外设、掉电检测、漏电流、封装等方面进行全面的优化。其中,在外设方面,MCU需要具备多种不同功能的外设,并为常用功能提供额外的低功耗外设选项,同时还要全部配有中断功能;在功耗管理方面,MCU需要具备多种低功耗模式,并实现各模式之间高效切换,以适应唤醒和休眠等不同工作状态;在数据测量方面,高精度ADC是低功耗MCU获取高质量传感器读数的关键;在封装方面,超小型的MCU封装有助于设计人员应对空间挑战。

面向智能表计等低功耗需求,兆易创新推出了基于Arm® Cortex®-M23内核的GD32L235系列MCU。GD32L235系列MCU为打造智能表计方案带来全面的支持。首先,GD32L235系列MCU提供深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠(Sleep)和待机(Standby)等六种低功耗模式,以应对智能表计各种定制化开发需求。其中,深度睡眠(Deep-sleep)模式下电流仅为1.8uA,唤醒时间低于2uS;最高主频全速工作模式的功耗也只有66uA/MHz。

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其次,GD32L235系列MCU在低功耗的同时带来了出色的性能表现,主频达到64MHz,配备了64KB到128KB的嵌入式闪存及12KB到24KB的SRAM,并按照存储容量分为两款型号,以满足用户不同应用场景下的差异化需求。该产品系列还配备了1个12位ADC,支持差分输入和单端输入两种模式,提高了ADC模块的精度和性能,让智能表计实现精确采集。

此外,GD32L235系列MCU提供丰富的外设资源,包括2个16位低功耗定时器、6个通用16位定时器、1个高级定时器和2个基本定时器,以及2个低功耗LPUART、2个USART、2个UART、3个I2C、2个SPI等,其中低功耗定时器和低功耗LPUART的存在让智能表计的创新灵活性大幅提升。

GD32L235系列MCU主要面向低功耗且追求极致性价比的市场需求,比如工业表计、智能门锁、便携式设备、IoT、电子烟、BMS等。该系列MCU提供了WLCSP25超小封装选择,为智能表计越来越受限的方案空间带来了解决方案。目前,针对GD32L235系列MCU的各种开发资源都已经上线。

卓越性价比让产品更具竞争力

在新的产业周期里,“产品升级”的终极目标是提供具有极致性价比的体验,在消费电子领域表现得尤为明显。全面复苏的消费电子市场里,新产品、产品迭代需求源源不断。当然,即便此前处于产业低迷期,具备万亿美元市场规模的消费电子市场也不容忽视。根据市场研究公司Gartner的统计数据,全球消费电子市场在2023年已经达到1.4万亿美元。在新的产业周期里,消费电子也带来了全新的挑战,尤其是在入门级市场里。

新周期里消费电子竞争有三大关键词:差异化、性价比和短周期。第一,创新是消费电子新周期的核心驱动力,开发人员需要在硬件、软件和用户体验等方面持续改进,以满足不同地区、不同层次的消费者需求;第二,当前消费电子产品品牌众多、类型丰富,消费者有更多的选择,性价比成为评定产品好坏的主要因素之一;第三,创新的周期逐渐缩短,导致消费电子产品周期短、迭代快,对研发有着更高的要求。

消费电子给作为系统核心的MCU提出了全新的要求:为了应对差异化竞争优势,需要MCU提供高性能和丰富的外设资源;为了达到极致的性价比,MCU作为核心元件需要从器件和系统等各个层面去考虑优化成本;为了抢夺市场先机,需要MCU提供敏捷开发的各种资源。

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兆易创新GD32E235 MCU是新周期里开发消费电子产品的优质选择,其同系入门级产品, GD32E230系列MCU自上市以来广受好评,高性价比体验令用户印象深刻。新一代GD32E235 MCU延续了这一优势,以更优的性能、更有竞争力的成本为电机控制、便携式设备、工业自动化、家用电器、电动工具和智能家居等应用带来更好的创新动力。

GD32E235系列MCU主频达到72MHz,配备16KB到128KB的嵌入式闪存及4KB到16KB的SRAM,保障消费电子差异化创新,为通讯模块、图形显示、无线探测器等场景提供充足的存储空间。该系列MCU具有丰富的外设资源,包括2个USART、2个SPI、2个I2C、1个I2S,还提供了1个12位ADC、1个比较器等模拟外设,进一步提升了产品的性价比。

为了提升用户的开发效率,GD32E235系列MCU不仅与现有GD32E230、GD32F3x0系列产品保持了完美的软件代码和硬件管脚兼容性,同时兆易创新还提供《从GD32E230系列移植到GD32E235系列》和《GD32E235与GD32E230系列间的差异》等生态开发文档,帮助开发者灵活地进行产品切换。

电机控制、便携式设备、工业自动化、家用电器、电动工具和智能家居等市场都是需求繁复的市场,为此GD32E235系列MCU提供了包含LQFP48/32、QFN48/32/28、TSSOP20和LGA20在内的七种封装共22个型号,均以批量供货。

矩阵式布局应对竞争充分的通用MCU市场

当前,消费电子和工业制造领域已经迎来了全面的复苏,开启了全新的产业周期,并对MCU提出了新的要求。为了应对新的产业周期,MCU产品的分层更加细分明确,各种类型的应用会在MCU五个不同的性能方面有所侧重,分别是性能、功耗、封装尺寸、安全性和无线连接。在此过程中,产品矩阵式布局成为衡量MCU厂商竞争力的关键指标之一。
矩阵式布局既考验MCU厂商的技术积累,也对MCU厂商的创新效率有要求。这种高效创新不是盲目创新,而是对市场发展趋势有敏锐的洞察力,产品能够精准契合终端用户的需求。兆易创新连发的3款通用MCU新品,不仅在高性能、高度集成、高安全性、高性价比、低功耗和小型封装等多方面展现了强劲的技术实力,丰富了自己的产品矩阵。同时,凭借丰富的市场经验,3款通用MCU新品围绕重点应用提供了丰富的开发资源,让它们具备敏捷开发的属性,加速终端用户的产品创新。

不断更新的MCU产品不仅是在拓疆,也是在破局。例如,GD32H7系列MCU,可为数字信号处理、电机变频、电源、储能系统、民用无人机、音频视频、图形图像等应用带来卓越的性能和充足的算力支撑。

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当前,兆易创新在Arm® Cortex®-M3、Cortex®-M4、Cortex®-M23、Cortex®-M33及Cortex®-M7内核通用MCU,以及RISC-V内核通用32位MCU方面已经形成产品矩阵,拥有51个系列600余款产品,覆盖不同级别的通用MCU场景需求,累计出货量超过了15亿颗。展望未来,高效创新将驱动兆易创新通用MCU产品在细分系列中持续实现深入突破,进而形成矩阵式裂变,这种多维布局将会让该公司自如地应对市场需求的千变万化,获得更大的市场竞争力。

来源:GD32MCU

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中微半导体(深圳)股份有限公司(以下简称:中微半导 股票代码:688380)近日扩展旗下BAT32G系列,新添32位工业级MCU家族成员-BAT32G439。该产品支持-40℃~105℃工业级温度范围,具备高可靠性、丰富外设资源及强大数字信号处理能力,专为工业伺服、储能逆变、数字电源、充电枪、充电桩、小型工业机器人等工控垂直领域量身定做,基于可扩展的解决方案,是工业级32位MCU性价比上乘之选。

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BAT32G439以Arm®V8-M架构的STAR-MC1内核为基础,集成高性能模拟电路、多个高级定时器及通讯接口,工作频率128MHz,内置完整的DSP指令集、浮点运算单元(FPU)和数字滤波器等单元,充分满足设备实时控制、数字信号处理、稳定运行等方面的要求。BAT32G439配备256KB Flash,64KB SRAM和4KB专用Data Flash,提供大容量存储空间以支撑更高级别开发应用。工业级温度范围-40℃~105℃,宽电压工作2.5~5.5V,运行功耗100μA/MHz@128MHz,并支持部分掉电深度睡眠模式下功耗20μA,灵活满足工业控制应用中对功耗和速度的要求。

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产品特性

高性能

  • Arm® STAR-MC1内核,主频最高128MHz

  • 256KB Flash,64KB SRAM+2KB Backup SRAM ,4KB Data Flash

  • 8KB指令缓存,4KB数据缓存

  • 100uA/MHz@128MHz  

  • 工作温度:-40℃~105℃ 

  • 工作电压:2.5V-5.5V

高集成

  • 集成3路独立高精度12bit ADC、2路8bit DAC、4组迟滞比较器,4组可编程增益差分放大器

  • 4通道高级32bit GPTO定时器,8通道高级16bit GPT1定时器

  • 2通用16bit Timer8定时器

  • 1个实时时钟RTC

  • 2个看门狗定时器-IWDT/WWDT

  • 集成SPI/QSPI、UART、CAN2.0B及6800/8080 LCD总线等多种接口,可满足大规模、可扩展性应用场景

高安全

  • 集成AES256高级加密引擎,真随机数生成器(TRNG)

  • RAM奇偶校验,SFR保护,CRC等增强型安全功能

  • 出色ESD、EFT抗干扰性能,有效保证用户产品信息安全性

丰富封装

  • 提供LQFP64、LQFP80、LQFP100等封装形式

  • 灵活支持不同的工控应用对不同封装需求的选择

开发支持

  • BAT32G439提供完善软硬件开发套件、应用文档、一站式解决方案和现场技术支持服务。开发板支持3.3V/5V供电切换,同时板载CMS-ICE8 OB调试器,仅需一条Type-C线即可实现仿真、串口打印功能,方便快速验证产品。

  • 开发套件提供全功能开发及验证,板载CMS-ICE8 OB调试器,支持全方位验证产品功能。

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产品状态

目前BAT32G439已进入量产预备阶段,预计2024年Q3季度全面量产。

更多信息查询,可联络中微半导各地销售办公室或授权经销商,或访问官网www.MCU.com.cn

关于中微

中微半导体(深圳)股份有限公司(688380.SH)成立于2001年,是一家以MCU为核心的平台型芯片设计公司,专注于数模混合信号芯片、模拟芯片的研发、设计与销售。主要产品包括8位及32位MCU、SoC、ASIC及功率器件等,广泛应用于家用电器、消费电子、工业控制(含无刷电机控制)和汽车电子等领域。官网网址www.MCU.com.cn

来源:中微半导

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作为恩智浦MCX微控制器家族中的新成员,MCX W系列无线MCU,旨在为新一代智能和安全互联设备提供更紧凑、可扩展和创新的设计。MCX W的安全、无线子系统和智能外设均经过精心设计,专为无线物联网应用而打造,在无线MCU设计领域独树一帜。

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MCX W系列基于Arm Cortex-M33,包括一系列引脚兼容的多协议无线MCU产品,支持Matter、Thread、BLE和Zigbee等通信协议。其中,MCX W72x系列新增蓝牙信道探测功能,配备蓝牙信道探测和恩智浦定位计算引擎,可实现准确、安全的定位。

与其他MCX MCU一样,MCX W系列配备FRDM开发平台以及具备跨MCX产品组合一致性的设备架构、内核、外设和MCUXpresso开发者体验,旨在打造一个可扩展的MCU平台,简化工业和物联网市场中快速创建新产品或面向新用例进行开发的过程。

观看视频,只需一分钟,带你快速探索MCX W系列无线MCU独特的魅力:点击此处查看视频。

来源:NXP客栈

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