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。

继2023年推出G32A系列汽车通用平台首发产品G32A1445系列后,极海宣布正式推出G32A1465系列全新汽车通用MCU,以满足日益增长的智能驾驶应用需求。作为升级迭代产品,G32A1465专为应用范围不断扩大的高运算要求而设计,集成丰富的通信接口和模拟外设以简化系统设计,旨在快速提升客户应用的实时控制处理性能、安全性与可靠性,以及更广泛的连接功能。

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为顺应汽车EEA电子电气架构平台化演进趋势、以及满足汽车电子功能安全要求,极海推出符合AEC-Q100车规可靠性标准、ISO 26262 ASIL-B功能安全产品认证标准为目标的G32A系列全新一代汽车通用MCU平台,助力客户打造更全面、更智能、具有功能安全性及信息安全性的汽车电子产品,并提供量产级软硬件生态系统,支持客户应用项目快速开发。此次发布的全新G32A1465完全遵循IATF16949质量标准要求,广泛适用于BMU、BCM、充电桩、智能座舱、座椅控制器、HAVC暖通空调系统、T-BOX、车灯等汽车细分应用场景。

全新汽车通用MCU平台

赋能多功能场景

G32A1465采用40nm先进工艺制程,严格遵循车规级设计理念,具备高性能、高安全性、高可靠性等特性,可在-40℃~125℃的复杂工作温度范围下实现高效稳定运行。新系列产品搭载Arm® Cortex®-M4F先进内核,内建FPU浮点运算单元,最高工作主频112MHz@1.25DMIPS/MHz,满足实时响应计算和控制需求。

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增强型存储空间拓展至Flash 1024KB、SRAM 128KB、64KB Data Flash,4KB CFGRAM用于SRAM或EEPROM,实时支持更多任务处理,并提高系统灵活性与可扩展性;供电电压范围为2.7V~5.5V,支持上电/低电压复位、低电压检测器,以及低功耗运行、快速运行、停止三种易扩展的工作模式,同时具有快速唤醒功能与低功耗外设。

安全保障

在信息安全保障上,G32A1465支持用户通信加密与软件加密服务,包括提供加密服务引擎CSEc,可实现SHE(安全硬件拓展)功能规范中的一整套加密功能;片上存储单元ECC全覆盖,实现检测与纠正内存单元数据错误;在硬件安全保障上,支持Secure Boot安全启动,内置系统内存保护单元MPU、循环冗余校验CRC模块、内部看门狗、外部看门狗监视器EWM模块等。

量产级软硬件生态系统

强化开发技术支持

G32A1465配套全面且高效的开发支持,提供遵循ASPICE软件开发流程规范和ISO 26262 ASIL-B功能安全等级的AUTOSAR MCAL驱动软件、免费源代码及EB配置工具,支持适配Vector等主流BSW软件,方便调试和不同设计平台之间移植,并升级现有设计,使开发更标准、更规范、更安全,并大幅降低客户在软件开发时的复杂度、开发周期及开发成本。

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此外,极海支持KEIL、IAR等主流IDE,可使客户在现有硬件资源条件下既能实现丰富功能又可保障产品卓越性能;在提高系统可靠性的同时确保汽车网络通信系统的兼容性、互操作性,并使之标准化与规范化;配套评估板、SDK、硬件参考设计、技术文档等开发资料,方便用户实现快速开发调试和产品应用。

G32A1465的推出进一步丰富了极海汽车通用MCU产品阵容,满足汽车电子电气架构不断增长的性能和成本要求。极海汽车电子芯片事业部产品总监廖珍爱先生表示:“随着汽车智能化场景的不断丰富,极海G32A1465汽车通用MCU不但适用于多元化、复杂化场景更具成本效益,而且能灵活支持不断升级发展的EEA架构。基于G32A1465实现的智驾功能,可为客户带来更加卓越的产品性能与一站式开发体验。”

G32A1465系列汽车通用MCU,支持LQFP64/100两种封装,目前已量产供货,索样可联系各销售经理。

来源:Geehy极海半导体

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这些年随着AIOT(人工智能+物联网)的快速发展,以及MCU性能的提升(比如瑞萨推出的基于Cortex-M85内核的RA8系列MCU),在MCU上实现机器学习也变得越来越流行。

近些年,随着机器学习(ML, Machine Learning)的发展,出现了分歧,分为两个规模:

  • 一个是传统的大型ML(云ML),模型越来越大,以实现准确性方面的最佳性能;

  • 另外一个是新兴的微型机器学习(TinyML)领域,其中模型被缩小以适应受限设备(如MCU)以超低功耗执行。

由于TinyML是一个新兴领域,本篇文章将讨论在开发TinyML和当前行业标准纳入TinyML设备基准测试的系统时要考虑的各种参数。

关于TinyML

机器学习本身是一种利用称为神经网络的算法(如下图所示)来教计算机识别模式的技术, 这被外推到各种应用,包括对象识别和自然语言处理。

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另一方面,TinyML可以认为是ML的一个子领域,它追求在廉价且资源和功率受限的设备上启用ML应用程序。
TinyML的目标是以一种极端的方式将机器学习带到边缘,比如电池供电的、基于微控制器(MCU)的嵌入式设备可以实时响应地执行ML任务。这项工作是非常多学科的,需要从硬件、软件、数据科学和机器学习等领域进行优化和最大化。

MCU中实现机器学习几大指标

上面我们了解了关于TinyML的内容,那么在MCU系统中实现机器学习,通常我们要考虑以下四个指标:准确性、功耗、延迟和内存要求。

准确性

在过去十年中,准确性一直被用作衡量机器学习模型性能的主要指标,较大的模型往往优于较小的。在TinyML系统中,准确性也是一个关键指标,但与云ML相比,与其他指标的平衡更为必要。

功耗

由于TinyML系统预计将长时间使用电池运行,因此考虑TinyML模型的功耗(通常为mW量级)至关重要。TinyML模型的功耗将取决于可用的硬件指令集,例如,由于采用了氦气指令集,ARM® Cortex®-M85比ARM® Cortex®-M7更节能。此外,功耗还取决于用于运行模型的底层软件,即推理引擎。例如,与参考内核相比,使用CMSIS-NN库可显著提高性能。

延迟

TinyML系统在端点运行并且不需要云连接,因此,此类系统的推理速度明显优于基于云的系统。在某些用例中,拥有超高的推理速度对于生产就绪至关重要(ms为单位)。与功耗指标类似,延迟取决于底层硬件和软件。

内存

内存是TinyML的一大障碍,它挤压了ML模型以适应资源受限的MCU(内存小于1MB的MCU更常见)。所以,降低内存需求一直是一个挑战。在模型开发过程中,会使用许多技术,例如:剪枝和量化。此外,底层软件发挥着重要作用,因为更好的推理引擎可以更有效地优化模型(更好的内存管理和用于执行层的库)。

由于这四个参数是相关的(往往是准确性和内存之间的负相关,但内存、延迟和功耗之间存在正相关),改进一个参数可能会影响其他参数。在开发TinyML系统时,仔细考虑这些因素很重要。一般的经验法则是根据用例定义所需的必要模型准确性,将各种开发的模型与其他三个指标进行比较。如下图所示,给定已训练的各种模型的虚拟示例。

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不同标记形状表示具有不同超参数的模型架构(超参数,是指机器学习算法中的调优参数,需要人为设定)。这些超参数往往会随着架构大小的增加而提高准确性,但却牺牲了其他3个指标。根据系统定义的用例,显示一个典型的相关区域,由此,只有一个模型具有90%的精度,如果需要更高的精度,则应重新考虑整个系统以适应其他指标的增加。

在此,提一下“基准测试”(benchmark),它是设置可重复标准以比较不同技术、架构、软件等的必要工具。在AI/ML中,准确性是衡量不同模型的关键指标。在嵌入式系统中,常见的基准测试包括CoreMark和EEMBC的ULPMark用以测量性能和功耗。就TinyML而言,MLCommons作为行业标准越来越受到关注,它可以评估前面讨论的四个指标,并且由于TinyML系统的异构性,为了确保公平性,使用了4个具有4个不同AI模型的AI用例,并且必须达到一定水平的准确性才能获得基准测试资格。

目前,瑞萨基于Cortex-M85内核的MCU已经提供了TinyML的各种用例,感兴趣的读者可以进入他们官网进一步了解更多信息。

素材来源 | 瑞萨嵌入式小百科

转载来源:strongerHuang

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汽车电子产品的日益成熟,包括ADAS和车载信息娱乐,正在推动对CPLD的需求。例如,利用安装在车上的各种传感器(如雷达、摄像头和激光雷达等)来感知周围环境,实现实时监测和数据处理。这些传感器需要高性能的CPLD进行高速数据处理和逻辑控制,以确保ADAS的准确性和可靠性。

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随着市场竞争加剧,电子产品更新换代速度越来越快,设计规范也经常发生变化。CPLD具有高度灵活性和可定制性,能够快速适应设计规范变化,满足不同产品需求和消费者个性化、差异化需求,还有助于提高产品的性能和可靠性,缩短研发周期,降低生产成本。     

UWB与BLE(蓝牙)无线技术相结合,能够实现通过兼容的移动设备实现无钥匙进入和引擎启动。UWB在汽车行业的具体应用,在于非常精确的定位和车辆内部及周围的距离精准确定,例如,对于检测车内的人和动物,自动代客泊车、自动支付等等都是新的应用。此外,对于类似特斯拉提供的智能召唤功能,如果GPS信号不好(比如,在地下停车场),通过UWB提供的定位信号,车辆也可以被自动呼叫到车主所在精确位置。汽车后备箱的自动打开功能,也是UWB的一个应用。

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AG32系列MCU产品,在芯片内部内置了CPLD逻辑和比较器,且可以通过CPLD逻辑自定义定制开发特色功能,配合高性能UWB芯片收发数据和参数配置,可以有效地满足车载各种数据采集需求,降低了客户的BOM成本。

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方案特点:

1、AG32具备最高248MHz时钟频率,拥有丰富的外设,包括五个UART、两个I2C、支持USB、CAN和SPI通道等丰富的外围模块,以其高速的指令执行速度、方便的JTAG调试方式和低功耗等特性为数据采集与处理的设计提供了一个较为完善的平台。

2、AG32拥有3x12位最多3M SPS的ADC(17个通道),和2个DAC,并且提供两个双通道比较器。

3、AG32初始与STM32管脚兼容,但可以通过配置文件全部灵活重定义,给内核中的MCU和CPLD使用,因此可提供超出STM32的GPIO口数量。

4、AG32的MCU和CPLD通过芯片内部AHB总线高速通信,速度远超传统SPI。

5、AG32内置CPLD可实现客户定制逻辑功能。

6、提供32/48/64/100多种封装

来源:AGM Micro

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对于RL78系列的MCU,为了提高运行效率,减少CPU的占用,建议UART数据收发使用DMA功能。DMA(Direct Memory Access)是RL78 MCU内置的一个控制器,能在支持DMA外围硬件的SFR和内部RAM之间不经过CPU而自动传送数据。

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打开DMA0的配置界面如下,首先要确定DMA0的传送方向,其次选择外设SFR寄存器,以及RAM的地址和指定DMA0传送的数据长度,第三要设置DMA0的触发源。DAM1的设置和DMA0是相同的,根据应用需求,进行相应的配置。

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UART的配置比较简单,在此不在累述,配置好后,点击“code generator”,生成对应的驱动代码,顺便说,自动生产的串口API函数是没有__far类型的,但是实际测试的时候,发送的数据可能是错误的,因为定义的数据buffer可能不在镜像区,这样会导致传送的地址是错误的,所以为避免类似的情况发生,建议在如下地方修改为__far类型。

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定义好接收数据的uart_buf[10], 并把数据buffer的地址给到DRA0,如下,DMA0被触发后,会把在SFR接收到的数据直接送给uart_buf[10]。

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通过DMA1发送数据时,也是一样,要发送数据的buffer的地址赋给DRA1,DMA1被触发后,会把RAM buffer的数据送给SFR进行发送。

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在主函数main里,初始化相关的函数,如下。

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连接好硬件,并把生成的.mot文件下载到MCU里,通过串口助手给MCU发送8个字符数据“12345678”,在应用程序里没有对接收的SFR数据进行处理的情况下,通过DMA0会把接收到SFR的8个数据送到指定的buffer 里,经检查结果,数据接收正确。

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来源:瑞萨嵌入式小百科

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直接存储器访问(DMA,Direct Memory Access)的优点

· 提高系统效率:通过绕过CPU,DMA显著减少了数据传输对CPU资源的占用,使得CPU能够专注于其他计算任务,提升了系统整体的响应速度和处理能力。

· 加快数据传输速度:针对多总线高性能MCU,DMA可以避免不同总线同步问题,提供更高的数据传输速率。

· 降低系统延迟:由于减少了CPU参与数据搬运的环节,系统延迟显著降低,这对于实时系统和高性能计算应用至关重要,确保了数据的即时处理和反馈。

· 简化软件设计:DMA控制器的硬件自动化处理降低了软件层面对数据传输的复杂管理,使得软件设计更为简洁,降低了开发难度和维护成本。

先楫产品中,有大量支持DMA的设备,其中USB、Ethernet、ADC、DAC等有自己的内部DMA,AHB和AXI总线上还有公共的DMA设备——HDMA、XDMA。

HDMA、XDMA都是多通道DMA,可以通过DMAMUX实现多通道的数据传输。

HDMA、XDMA分别接入AHB和AXI总线,在总线内部传输效率更高,可以支持8-64bit数据宽度的传输。

本文将通过两个应用案例,说明DMA在如何在实时控制中提高系统的稳定性和实时性。

DMA准确控制

下图是典型伺服三环的控制框图,其中编码器是控制的关键反馈,除了准确读取位置之外,还需要通过不同时刻读取位置计算转速。读取位置的时刻在伺服闭环中占非常关键的作用。

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常见位置读取方式是在定时中断中读取位置,确保读取间隔时刻一致。但由于软件响应时间不确定,读取间隔很难保证一致。

本文通过DMA+链表方式实现HPM6200用串口与多摩川编码器定时通讯的方式。多摩川编码器通讯协议见下图:

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例程通过PWM定期触发DMA,由DMA启动串口读取动作。DMA动作完成后利用链式传输,可以在处理器不介入的情况下,连续完成多个不同配置的传输任务。

程序中使用了PWM、DMA、UART三个模块

· PWM负责定时输出DMA触发信号;

· DMA接收触发信号后将采样命令写入UART的THR寄存器;

· UART负责收发位置传感器信息,其中接收建议使用硬件idle+FIFO模式。

先楫的UART有硬件收发使能控制,只需要DE设置为有效,485通讯可以自动实现收发方向控制,无须CPU干预。

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HPM6280集成了9个UART模块:

除了常规配置之外,还支持硬件空闲中断

支持16 字节的 TXFIFO 和 RXFIFO

硬件收发使能自动控制

通过简单配置即可实现2.5Mbps通讯、RS485自动收发使能控制、硬件空闲中断接收数据等功能。

void config_uart(void) {
    hpm_stat_t stat;
    uart_config_t config = {0};
    
    /* if TEST_UART is same as BOARD_CONSOLE_BASE, it has been initialized in board_init(); */
    uart_default_config(HPM_UART7, &config);
    config.baudrate = 2500000UL;
    config.fifo_enable = true;
    //config.dma_enable = true;
    clock_set_source_divider(clock_uart7, clk_src_pll0_clk0, 5);//80Mhz
    clock_add_to_group(clock_uart7, 0);
    config.src_freq_in_hz = clock_get_frequency(clock_uart7);//clock_get_frequency(clock_uart0);
    config.rx_fifo_level = uart_rx_fifo_trg_gt_three_quarters;/* this config should not change *///uart_rx_fifo_trg_not_empty; 
    config.rxidle_config.detect_enable = true;
    config.rxidle_config.detect_irq_enable = true;
    config.rxidle_config.idle_cond = uart_rxline_idle_cond_rxline_logic_one;
    config.rxidle_config.threshold = 20U; /* 20bit */
    stat = uart_init(HPM_UART7, &config);
    if (stat != status_success) {
        printf("failed to initialize uart\n");
    }
    //uart_enable_irq(HPM_UART0, uart_intr_rx_data_avail_or_timeout);
    intc_m_enable_irq_with_priority(IRQn_UART7, 1);
}

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下面DMA配置启用了链式传输,实现DMA循环触发UART读取位置信息。

构建两个相互链接的 DMA 任务描述符列表。DMA控制器会在完成当前任务描述符的相应任务后,从 ChnLLPointer指向地址取下一个任务描述符。下一个任务描述符又关联当前描述符,如此互锁,无限循环。

描述符中DMA配置目标数据为握手模式,UART设备返回接收数据完毕信号。

为确保uart数据可以准确传输,DMA的高优先级标志位要设置为1。

{
    hpm_stat_t stat;
    dma_channel_config_t rx_ch_config = { 0 };
    dmamux_config(HPM_DMAMUX, ch_num, HPM_DMA_SRC_MOT0_0, true);
    /* 1.1 config chain descriptors */
    dma_default_channel_config(HPM_HDMA, &rx_ch_config);
    rx_ch_config.src_addr = src;
    rx_ch_config.src_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_BYTE;  /*  In DMA handshake case, source width and destination width must be BYTE. */
    rx_ch_config.src_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_INCREMENT;
    rx_ch_config.src_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_NORMAL;
    rx_ch_config.dst_addr = (uint32_t)&uart_ptr->THR;
    rx_ch_config.dst_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_BYTE;  /*  In DMA handshake case, source width and destination width must be BYTE. */
    rx_ch_config.dst_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_FIXED;
    rx_ch_config.dst_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_HANDSHAKE;
    rx_ch_config.size_in_byte = 1;
    rx_ch_config.priority = 1;
    rx_ch_config.src_burst_size = DMA_NUM_TRANSFER_PER_BURST_1T;  /*  In DMA handshake case, source burst size must be 1 transfer, that is 0. */
    rx_ch_config.linked_ptr = core_local_mem_to_sys_address(HPM_CORE0, (uint32_t)&descriptors[1]);//link to next dma action
    stat = dma_config_linked_descriptor(HPM_HDMA, &descriptors[0], ch_num, &rx_ch_config);
    if (stat != status_success) {
        while (1) {
        };
    }

    rx_ch_config.linked_ptr = core_local_mem_to_sys_address(HPM_CORE0, (uint32_t)&descriptors[0]);
    stat = dma_config_linked_descriptor(HPM_HDMA, &descriptors[1], ch_num, &rx_ch_config);
    if (stat != status_success) {
        while (1) {
        };
    }

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在PWM中配置DMA定期触发,配置比较器匹配触发,配置DMA输出使能。

互联管理器TRGM是HPM MCU中非常有特色的外设,可以通过配置实现多个外设的输入输出相互连接,使得多个外设可以相互配合使用。

HPM6200中TRGM支持4个DMA 请求输出,用户可以配置TRGM,从多个DMA请求输入中,选择4个连接到 DMAMUX。本文选择了PWM0的CMP14。


     pwm_set_reload(HPM_PWM0, 0, reload);
    pwm_set_start_count(HPM_PWM0, 0, 0);
    pwm_set_load_counter_shadow_register_trigger(HPM_PWM0,pwm_shadow_register_update_on_modify,0);
    /*
     * config cmp1 and cmp2
     */
    cmp_config[0].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;
    cmp_config[0].cmp = reload + 1;
    cmp_config[0].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_hw_event;

    cmp_config[1].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;
    cmp_config[1].cmp = reload + 1;
    cmp_config[1].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_hw_event;

    cmp_config[2].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;//channel to update compare shadow 
    cmp_config[2].cmp = reload;
    cmp_config[2].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_modify;

    cmp_config[3].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;//dma trigger channel
    cmp_config[3].cmp = reload-100;
    cmp_config[3].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_modify;

    pwm_get_default_pwm_pair_config(HPM_PWM0, &pwm_pair_config);
    pwm_pair_config.pwm[0].enable_output = true;
    pwm_pair_config.pwm[0].dead_zone_in_half_cycle = 8000;
    pwm_pair_config.pwm[0].invert_output = false;

    pwm_pair_config.pwm[1].enable_output = true;
    pwm_pair_config.pwm[1].dead_zone_in_half_cycle = 16000;
    pwm_pair_config.pwm[1].invert_output = false;

    /*
     * config pwm
     */
    if (status_success != pwm_setup_waveform_in_pair(HPM_PWM0, 0, &pwm_pair_config, cmp_index, cmp_config, 2)) {
        printf("failed to setup waveform\n");
        while(1);
    }
    //====================set dma trriger from cmp[14]============================
    pwm_config_cmp(HPM_PWM0, 14, &cmp_config[3]);//dma trigger
    pwm_enable_dma_request(HPM_PWM0,1<<14);//enable pwm signal output to dma
    trgm_dma_request_config(HPM_TRGM0,0,14);//connect cmp14 to HPM_DMA_SRC_MOT0_0

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下图是DMA以20kHz触发UART定期输出的波形,定期输出0X1A,读取多摩川传感器中全部信息。

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DMA加速传输

HPM5300、HPM6800、HPM6E00引入了DMAv2,增加了无限循环、DMA传输一半中断,并修改了burst传输长度定义。

下文将列举一个buck-boost电源应用通过DMAv2更新PWM的例子,演示DMA加速传输的方法和效果。


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例程选用了两路交错buck-boost电路。

高效电源对功率密度有更高的要求,更高的开关频率可以降低主回路中电感和电容体积,实际应用中,中小功率的电源开关频率可达100khz以上,频繁的调节对CPU的运算能力和读写外设的速度有更高的要求。

HPM5300单次写PWM寄存器至少需要5个AHB时钟(HPM6700、HPM6300时间更长),例程使用了8个PWM比较寄存器,CPU时钟为480Mhz、AHB总线为160Mhz,连续写入时至少0.25us,相当于120条CPU clock。

修改PWM刷新方式后,将PWM比较器寄存器的值放入DLM内存中,更新PWM只是占用了CPU 8个访问高速RAM的时间。

与HPM6200不同,DMAv2直接支持无限循环模式,CHCTRL[CTRL].INFINITELOOP设置为1即可,不需要链表实现无限循环。

将CHCTRL[CTRL].burst_opt配置为1,burst传输个数不再是2的指数次方,可以根据实际需要配置。

PWM配置需要清零SHLK[SHLK],影子寄存器锁定功能。

其它设置与前文配置相同。

void dma_transfer_config(uint8_t DMA_chn, uint8_t PWM_num, uint32_t* CMP0)
{
    //---------------configure dma channel-----------------
    dma_channel_config_t ch_config = {0};
    DMA_chn &= 0x1F;
    dma_disable_channel(HPM_HDMA, DMA_chn);//stop channel
    dmamux_config(HPM_DMAMUX, DMA_chn, HPM_DMA_SRC_MOT_0,  true);//trigger source is from trgms dmacfg0
    //dma_reset(APP_GPTMR_DMA);
    //---------------configure dma chn0-----------------
    dma_default_channel_config(HPM_HDMA, &ch_config);
    ch_config.src_addr = core_local_mem_to_sys_address(HPM_CORE0, (uint32_t)&PWM_DMA_struct);//source address
    //ch_config.dst_addr = (uint32_t)&HPM_PWM0->CMP[0];//destination address
    ch_config.dst_addr = (uint32_t)CMP0;//destination address
    ch_config.src_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_HANDSHAKE;//hand shake mode waiting trigger signal
    ch_config.src_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_WORD;// 32bit
    ch_config.src_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_INCREMENT;
    ch_config.burst_opt = DMA_SRC_BURST_OPT_CUSTOM_SIZE;//burst size is actural number rather than 2^num
    ch_config.src_burst_size = PWM_num;
    ch_config.dst_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_WORD;//32bit
    ch_config.dst_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_INCREMENT;
    ch_config.dst_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_NORMAL;//normal
    ch_config.en_infiniteloop = true;//dma will react if transize has been completed
    ch_config.size_in_byte = PWM_num*4;
    ch_config.linked_ptr = 0;//no link
    if (status_success != dma_setup_channel(HPM_HDMA, DMA_chn, &ch_config, true)) {
        printf(" dma setup channel failed\n");
        return;
    }
}

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HPM系列MCU包含了强大互联管理器和DMA模块,可以轻松实现外设无限循环的触发DMA,不需要占用CPU时间每次配置DMA触发外设。

DMA直接触发外设动作,将极大提高系统动作的一致性。伺服客户对比之前中断触发读取位置与DMA触发读取位置效果:在2000rpm时,中断触发读取位置得到的计算最大瞬时转速波动为20rpm,改为DMA触发后波动降为2rpm。

微逆应用中,同时变频、变占空比时,通过DMA定时修改PWM比较器和周期寄存器数值消除了同时修改后造成的波形偶发异常问题。

电源应用中,开关频率往往超过100kHz,对CPU的利用率要求更高,且对PWM、ACMP读写频率和内容更多,DMA读写可以有限减轻CPU负担,提高CPU效率。

来源:先楫半导体HPMicro

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“无论主控是否提供以太网接口、开发者是否具备丰富的协议栈开发经验,在沁恒精心构建的多层次以太网产品体系中,总能找到一款芯片,帮助您的设计快速接入网络,实现高效、稳定的数据传输。”

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CH182:适配各类主控·物理层收发器

PHY芯片搭配内置MAC的主控是最常见的以太网解决方案。沁恒CH182系列PHY芯片支持10/100M以太网规范,MII/RMII接口支持1.8V/2.5V/3.3V,适配各类MCU、MPU、FPGA和DSP。芯片自带唯一MAC地址,兼具WOL网络唤醒和低功耗功能,内置阻抗匹配电阻和晶体振荡器所需电容,外围精简;自研收发器技术,提供多种紧凑封装和客制化的引脚排布,其中QFN20的CH182D尺寸仅3*3mm。

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CH390:网口数量拓展·以太网控制器

如果主控的以太网接口不足,或者不提供MAC控制器,要如何拓展以太网功能?沁恒CH390以太网控制器芯片内部集成MAC控制器和PHY,通过SPI或并口与主控连接,支持10/100M以太网。芯片支持1.8V/2.5V/3.3V宽接口电压、内置唯一MAC地址、节省外部EEPROM,提供QFN20等封装形式,大量应用于网口数量拓展的双网口和多网口方案。

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CH395/CH394:免维护协议栈·协议栈芯片

如果不想维护协议栈,或者主控容量较小,无法运行协议栈,可以选用内置协议栈的以太网芯片。沁恒CH395/CH394等协议栈芯片集成TCP/IP协议簇,支持UDP、TCP、IPv4、DHCP、ARP等常见协议。配套完善的参考例程,开发人员无需关注协议栈的底层细节,调用现成软件接口即可快速实现目标功能。芯片支持10/100M以太网,通过SPI、串口或并口与主控连接,支持1.8V/2.5V/3.3V接口电压。8个独立的Socket对可同时收发数据,上手容易,开发简单,提供多种封装形式,可有效降低远程设备管理和状态监控类应用的开发难度。

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CH9121:透传+免编程·转接芯片

以太网转接芯片CH9121/CH9120在协议栈芯片的基础上,通过内置的专用固件提供开箱即用的TCP/UDP Client/Server功能,仅需串口简单配置,即可实现网络数据包和串口数据的双向透明传输。芯片支持10/100M以太网,无需编程,集成度高、开发难度小、使用最为便利。

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各类以太网芯片功能一览

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上述芯片专为MCU应用打造,全面覆盖以太网垂直层次,可轻松应对各类联网需求。专业化的融合设计让芯片体积更加小巧,产品均支持3*3mm封装,外围精简、专业易用。此外,沁恒还通过自研以太网/USB/蓝牙技术的矩阵组合、接口技术与青稞RISC-V系列内核的交叉组合,为客户提供百兆USB网卡芯片CH397、内置480Mbps高速USB PHY和10/100M以太网PHY的互联型MCU CH32V317、结合BLE5.3和10M以太网的CH32V208等高集成度的跨接口芯片产品。

关于沁恒

南京沁恒微电子股份有限公司专注于连接技术和微处理器内核研究,是一家基于自研专业接口IP、微处理器内核IP构建芯片的集成电路设计企业。

公司致力于为客户提供万物互联、上下互通的芯片及解决方案,主要产品包括USB/蓝牙/以太网接口芯片和连接型/互联型/无线型MCU,产品侧重于连接、联网和控制。

来源:沁恒微电子

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7月11日上午,中国半导体行业协会2024(第十六届)半导体市场年会暨紫光集团品牌焕新发布会在北京成功召开,新紫光集团完成集团品牌焕新,紫光集团更名为“新紫光集团”,全新品牌形象也同步揭晓。

当天下午,作为此次活动的重要组成部分,半导体产业创新分论坛成功召开。紫光同芯邀请来自政产学研各界的重磅嘉宾齐聚一堂,围绕“汽车电子”进行了深度交流探讨,共见、共享、共论智能新时代美好未来。

紫光新时代

同芯持续赋能汽车电子

响应时代之变,新紫光集团在品牌焕新的同时,确立了智能科技产业的战略发展方向,构建了八大业务板块,与合作伙伴紧密联合,推动行业的持续创新和共同发展。

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作为新紫光集团汽车电子与智能芯片板块的核心企业,紫光同芯始终践行着集团的最新发展战略。本次分论坛上,紫光同芯总裁岳超在开场致辞中,深刻指出了当前国内汽车电子在发展过程中存在的痛点,并给出“稳扎稳打逐步突破底层技术、针对行业和客户需求优化系统级方案、与产业链上下游共同探索服务模式”三个可行性的解决思路,为推动汽车产业健康发展提供新方法、新路径。

依托安全芯片领域积累的深厚的研发与量产经验,紫光同芯已成为业内领先的半导体解决方案提供商,在汽车电子领域,形成以信息安全和功能安全为基础,逐步覆盖周边配套产品的业务格局,产品应用领域广泛覆盖动力、底盘、车身、智驾、座舱、域控制器等复杂场景,获得多家主机厂和Tier1认可。

发布新产品

新一代汽车MCU THA6206

基于汽车电子领域的持续创新,紫光同芯在汽车MCU方面取得重大技术突破。本次分论坛上,紫光同芯隆重发布了第二代汽车域控芯片产品——THA6206,这是国内首颗通过ASIL D产品认证的R52+内核车规MCU。

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该产品在安全性、可靠性、算力、实时性方面,全面对标国际大厂,可为汽车电子电气架构提供良好的软硬件基础,支持新能源车的动力、底盘、车身、电池管理、整车控制等应用场景。

THA6206拥有ARM当前最强的实时处理器内核,主频最高达400MHz,集成最新版本GTM模块,支持高精度PWM,通过ISO 26262 ASIL D级别功能安全流程和产品认证,达到EVITA-Full最高等级,具备V8精简指令集,算力强劲,内置硬件RDC模块,可支持软解码和硬解码两种旋变解码方式,完美适应域控场景需求。此外,THA6206集成多种先进功能模块与丰富的外设接口,适配业界主流的调试器、编译器等工具链,可适应极其复杂的汽车应用环境。

紫光同芯高级副总裁黄钧表示:“这款产品是专门为汽车安全应用量身定做的,满足汽车新E/E域架构对更高安全、更快实时响应能力的MCU产品的迫切需求,目前,已经有多家主机厂和Tier1正基于该芯片进行开发测试。”

构建芯生态

助力国产汽车产业腾飞

分论坛上,清华大学车辆与运载学院教授、博士生导师李建秋教授和芯原微电子(上海)股份有限公司董事长兼总裁戴伟民先生分别进行了《我国汽车半导体发展现状和趋势》、《基于Chiplet的智慧出行芯片平台》的主题演讲,分享了对于汽车行业发展方向与技术创新的真知灼见。

李建秋教授指出,智能化电动化推动汽车半导体产业高速发展,带动了我国自主的汽车电子元器件的高速发展,并对汽车半导体产业的未来发展方向与潜在趋势进行了深刻洞察与前瞻性预测,为行业发展提供了宝贵的参考与指引。

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戴伟民先生强调了自动驾驶芯片的重要性和Chiplet技术的优势,通过案例分析和技术详解,展示了Chiplet在解决大芯片设计难题、提高算力集成度方面的潜力,同时对市场发展趋势进行了预测,并提出了相应的战略建议。

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主题圆桌环节,来自紫光同芯、清华大学、国创中心、菱电电控、紫光智行汽车的多位企业代表、产业专家学者,围绕《追赶与超越--中国汽车芯片产业创新与发展》展开深入探讨。嘉宾们认为,中国汽车芯片挑战与机遇并存,在行业内卷、快速迭代的情况下,实现国产替代离不开整个产业链的共同努力,建立一个完善、深度融合、协同发展的产业创新生态是重中之重。尤其,随着市场对汽车芯片需求的不断增加,汽车半导体企业必须加大研发投入、提升产品的可靠性和实用价值,进一步为实现汽车“新四化”筑牢根基。

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直面新变革,抓住新机遇。在深耕半导体领域的二十余年里,紫光同芯加深对产业规律、技术趋势变迁理解的同时,同样致力于产业链上下游生态的沟通与协同,以客户为中心完成自我价值和社会责任的实现。未来,紫光同芯将秉承新紫光集团“志高行远、创造价值”的理念,深入拓展汽车电子前沿领域,携手上下游伙伴,持续探索技术创新,开启未来发展新篇章,一起成就更加伟大的事业,以科技之光照亮幸福生活。

来源:紫光同芯

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2024年7月8日到10日 ,浙豪半导体(杭州)有限公司作为小华半导体的优秀合作伙伴,在2024慕尼黑上海电子展上展出了多款小华MCU最新产品和相关解决方案,干货满满,吸引了众多行业专家和客户的关注。

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创新驱动,性能卓越

小华半导体作为国产MCU行业的先驱者,产品线涵盖超低功耗、通用控制、电机控制、汽车电子四大系列,至今累计出货芯片数量超过10亿颗,已经在家电、工业、汽车、新能源、物联网等行业得到广泛的认可和应用。本次展会上小华MCU产品以其卓越的性能和创新的设计,吸引了众多工程师围观,在展会上脱颖而出。

1、HC32F334-首款数字电源SOC产品

该产品基于集成FPU的120MHz Cortex-ARM M4内核,达到150 DMIPS或410 Coremarks的运算性能,并集成了丰富的数字电源专用的特定外设,如12路130-ps高精度PWM,还有36路普通PWM、3个12-bit 2.5MSPS ADC(支持高达22路输入采样)、3个DAC、3个比较器(集成捕获单元)、16个可编程逻辑单元PLA、兼容5V-tolerant GPIO等;集成丰富的通信接口:4*USARTs,1*SPI,1*I2C,3*LIN,2*CAN-FD。

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可用于AC/DC、DC/DC数字电源相关产品,如通信与服务器电源、砖块电源、微型逆变器、充电桩DC/DC、光储能户用和工商业双向DC/DC等。

2、HC32F467-高端赋能Cortex-M4       

该产品基于ARM®Cortex-M4的32位RISC CPU,集成FPU、MPU,支持SIMD指令的DSP ,最高工作频率可达240MHz,FLASH最大达到1MB, RAM 516kB, OTP 134kB。同时具有高性能的模拟特性和丰富的通信接口(包括支持以太网接口、2路CAN通信接口、EXMC等)。

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该产品广泛应用于国网导轨表、光伏新能源控制、工业控制(中小型PLC、伺服驱动和变频器)、逆变器监控主控、智能扫地机以及通用控制领域等。

3、HC32F448-工业王者Cortex-M4     

该产品基于集成FPU的200MHz Cortex-M4内核;拥有高性能CPU和多主机并发总线架构,提供高算力(250 DMIPS)和高效数据处理能力。本产品特色:具备丰富的电机驱动专用Timer、高精度的模拟外设(包括ADC、DAC和电压比较器等)、以及充足的通信接口(6路U(S)ART、2路CAN-FD)等。

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它还具备宽温度范围和高可靠性,是空调室外机双电机控制、变频器驱动、步进电机驱动、工业伺服、编码器以及通用市场等应用领域MCU的最佳选择之一。

4、HC32L166-90nm超低功耗M0+系列

超低功耗系列Cortex-M0+内核,最高主频48MHz,FLASH最大达到256KB, RAM 32KB,具有丰富的低功耗外设,比如低功耗UART,低功耗Timer,低功耗RTC,还有支持高达8*43段码LCD驱动等。

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该系列其深度睡眠模式下功耗大概1.5uA,可广泛用于各种电池供电的相关产品,比如智能表计、电子标签、便携式医疗电子、其他仪器仪表等。

众多方案,亮点满满

展会期间,浙豪半导体展出的众多方案成为了参观者关注的焦点。公司通过现场演示,直观地展示了小华MCU的实际应用场景,包括基于HC32F334的光伏微型逆变器、两相交错全桥LLC DC/DC电源、两相交错TCM图腾柱PFC AC/DC电源,基于HC32F467的导轨表方案,基于HC32F448的工控方案,基于HC32L166的超低功耗水气表方案,还有两轮车仪表、充电桩等众多方案。此外,浙豪强大的FAE团队还与参观者进行了深入的技术交流,现场解答了诸多难题,例如XHCODE代码生成工具的应用、低功耗设计注意事项、EMC性能提升等。

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行业认可,未来可期

小华MCU产品在展会上获得了积极的市场反响,参观者对小华的产品给予了高度评价,认为这些产品为国产MCU注入了新的活力。

随着展会的圆满结束,浙豪期待与小华半导体一起,共同推动国产自主创新、国产替代的发展,为中国芯的未来描绘出一幅光明的蓝图。

关于浙豪半导体

浙豪半导体(杭州)有限公司(Holosense)诞生于最具创新与竞争力的数字经济第一城——杭州,自从2017年成立以来,浙豪以市场创新和技术领先性为核心竞争力,以市场需求敏锐感知力为源动力,努力打造成为国内领先的嵌入式系统解决方案供应商!

不忘初心,砥砺前行,浙豪将持续致力于推广“中国芯”而努力!目前主要代理小华半导体、长晶、广和通、Chipower、Wisesun、Magntek、汉枫、泰晶、海栎创、蕊源等国内领先品牌的产品,已经在物联网、智能家居、智能表计、健康家电、汽车电子、5G通信等领域成为众多电子制造商和研发企业的合作伙伴,并不断地为客户提 供创新性的产品和解决方案,从而实现供应商、客户和Holosense三方的共赢。

万物智联,浙豪领航!

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在7月8-10日的2024慕尼黑上海电子展上,芯旺微电子携KF32A158以及搭载KungFu MCU的几十款汽车零部件展品重磅亮相活动现场,为幕展的近八万专业观众带来了一场辐射汽车五大域的汽车应用展。

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KF32A158是芯旺微电子基于自主KungFu内核推出的32位车规级MCU,符合ASIL-B汽车功能安全等级,最大可提供2MB ECC Flash和256KB RAM;同时支持A/B 分区bootloader;特有的信息安全管理单元,可提供密钥的安全存储、多种AES加解密和安全启动等功能。

在外设资源方面,KF32A158提供了3路CANFD接口和多达4路USART(LIN);还有多路的SPI和IIC,可以满足当前复杂车身控制系统的需求。

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作为一款符合功能安全标准的MCU产品,KF32A158提供了存储器的内存保护单元-MPU,时钟检测单元-CMU,电源管理-PMU,除此以外,在GPIO和ADC等常用功能模块上,提供了模块自检功能。这些安全机制的设计,保障了MCU可以轻松的实现系统应用上的安全目标。

KF32A158不仅在功能安全和外设资源层面有出色的表现,在软件层的优势也很突出,可为用户提供符合AutoSar标准的MCAL软件服务,用户可通过EB treesos实现对MCAL的配置。除此以外,芯旺微电子还针对KF32A158推出HLI(High Level Interface)软件包,可让用户缩短软件底层开发周期,快速搭建底层软件。可广泛应用于车控与底盘控制、智能座舱与互联控制、电池/电源/热管理控制、智能车灯与传感控制等汽车场景中。

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除了KF32A158之外,芯旺微电子还展示了KF32A156、KF32A136、KF32A146和KF32A150车规级高性能MCU及相关应用方案,全面辐射底盘、动力、智驾、车身和座舱五大域。这些MCU产品各具特色,覆盖了低中高端不同的应用场景和性能需求,为用户提供了多样化的选择。其中,KF32A156是芯旺微电子基于自主KungFu内核的32位车规级高性能MCU,也是国内率先搭载2路CANFD模块的车规级32位MCU产品,其具备高达512KB Flash,主频高达120Mhz。KF32A156覆盖了较多的控制应用场景,包括车身控制、车灯控制、汽车电机控制、底盘类控制等。

在幕展同期的2024国际汽车电子技术创新大会上,芯旺微电子产品总监卢恒洋发表了《KungFu 内核车规MCU助力汽车芯片国产化》的主题演讲。全面而深入地介绍了芯旺微电子在汽车电子领域的核心竞争力,展现了公司在自主可控供应链构建、多元化产品矩阵拓展、芯片可靠性试验中心实力、先进三温测试工厂运营、便捷的开发软件支持体系,以及面向未来的战略规划等多维度的软硬件综合实力。

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卢总表示,芯旺微电子不仅实现了商业闭环的稳健运营,更在经济环境面临挑战之际,持续保持盈利态势,并累积了可观的正经营性现金流,充分彰显了公司自我造血能力和抗风险能力。

未来,芯旺微电子将以MCU为核心,打造面向整车的汽车功能芯片,助推汽车产业自主可控高质量发展。

来源:芯旺微电子

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如果说BMS是储能系统的“大脑”,那MCU则是BMS的“大脑”,是整个储能系统最核心的元件。

MCU,即微控制单元,在BMS执行电池状态监测、均衡控制、充放电控制、状态预估等管理功能的背后,是MCU通过数据收集、处理分析、系统保护和执行指令发布等,控制各个组件的工作,在源头上保障着储能系统的高效、安全、稳定运行。

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随着新型储能的产业化布局加快,新型储能规模愈加庞大,设备愈加复杂,应用场景更多样化,储能技术快速迭代,对计算的需求也日益升级。为匹配储能系统的更高要求,但受限于传统单核MCU的主频、外设资源、存储能力等,可能会大大加重系统复杂程度和体积,成本和安全性也随之受到挑战。

在此背景下,力高新能车规级BMS产品采用多核异构MCU,大幅提高计算效率,优化能效比,支持更多资源扩展,为储能系统的规模化、经济性应用提供了更加高效、稳定、可靠的运算平台和更加广阔的拓展空间。

01、高主频,强算力,最高支持15核

多核异构指的是在一个芯片上集成多种不同类型的处理器内核,这些处理器内核在架构、功能或性能上存在差异,具备不同的性能特性和功耗要求,而异构设计允许选择不同的处理器来优化和执行特定类型的计算任务。例如,使用一个高效的处理器内核来处理复杂的计算任务,同时使用另一个低功耗内核来执行常规的监控任务。

力高新能车规级BMS总控模块(BAU)搭载的多核异构MCU,采用4核Cortex-A55+2核Cortex-R5处理器。

4个Cortex-A55内核频率最高可达2GHz,2组配置Lock-Step的Cortex-R5内核频率高达800MHz。支持双操作系统,满足实时控制、复杂通讯协议转换及人机交互的要求。

算力高达22.6+3.2KDMIPS,可充分满足BMS的运算需求。双核Lock-Step功能实现核间监控,可充分保障内部数据处理的安全性。

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基于每个内核都可以独立执行指令,因此可以同时执行多个任务,实现并行计算。多核异构MCU根据具体任务需求动态调整内核的使用,实现了负载均衡,缩短了计算时间,提高整个系统的效率。Cortex-A55内核负责数据存储与分析、通信协议处理、状态诊断等,Cortex-R5内核完成实时数据的采集和控制等任务。在充分发挥其各自内核优势的同时,尽可能减少了能量消耗。

在多核异构MCU的选用上,力高新能放眼未来,对总控产品进行兼容性设计,其MCU硬件接口可实现“Pin To Pin”兼容,即可以在改动最小的情况下,为系统匹配多样化MCU设计方案,向上拓展,最高可达15核,更多元的操作系统、更高主频、更强算力,支持更大规模储能系统的应用与落地,为未来轻量级大数据智能算法的现场部署提供强力支撑。

02、车规级工艺,安全可靠,长期成本低

能效、安全、成本,是储能行业普遍关注的问题,也是衡量BMS产品性能优劣的关键指标。

多核异构MCU提高数据处理与通讯速度、优化任务执行、降低能耗、提高系统性能的同时,采用车规级工艺,更安全、更可靠,有效降低长期成本。

多核异构MCU采用车规级工艺,满足车规AEC-Q100 Grade2等级,工作温度更广,可在-40℃到105℃的环境中正常运行,各类设计指标的裕量充足且采用车规要求进行布局和封测,相比常规工业级MCU,更能抵抗恶劣环境影响,安全、可靠,一致性高,故障率更低,适用场景更广。

在竞争加剧、不断变化的新型储能市场中,产品发展趋势关系到企业的未来。力高新能以车规级高标准和高要求,通过强化BMS多核异构MCU性能,减少了储能系统的维护与维修成本,延长了BMS乃至储能系统的生命周期,提高了整个系统经济性,显著降低长期成本。

03、高集成多接口,提高系统上限

在政策推动和市场支持下,储能系统承担了更多任务,对BMS也提出了更高要求。在BMS内部,主控(BPU)需要将信息及时传递给总控(BAU),外部连接大量探测器、传感器以及保护电路等,与PCS、EMS系统间的实时联络同样必不可少。

而储能系统的规模化发展需要BMS链接更多设备,以完成更大范围的电池状态监测、故障诊断、安全保护等功能,因此,MCU的外设资源至关重要。

多核异构MCU为多接口设计,支持2路原生千兆以太网、2路USB3.0高速接口,力高新能产品还支持外接2路PCIE转千兆以太网,相比于行业传统的千兆+百兆以太网配置,大幅提高了信息传输速率。提供4路CANFD、16路UART、12路I2C、8路SP1等接口资源,满足系统各层级连接与外设控制需求。

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(力高新能总控BA62C1模块)

在丰富的外设资源加持下,BMS连接显示屏、温湿度传感器、液冷机组、电池舱除湿空调、消防设备等监测与处理装置,收集数据、处理分析,并实时做出控制决策。与EMS、PCS、主控(BPU)间实现高速数据交互与指令响应,充分兼容源网侧、工商业储能需求。

在此基础之上,多核异构MCU的多接口设计支持根据实际需要灵活拓展资源配置,适应性更强。力高新能BMS产品最高支持15核MCU,充分满足储能系统的各类资源需求。

除提供更加丰富的外设通信接口外,多核异构MCU集成更多功能,如GPU(图形处理单元)、CSI(信道状态信息)等,便于充分利用不同内核特性。高集成度在简化系统设计、降低成本、提高效率等方面更具优势,强化BMS的控制、管理、优化能力。

力高新能车规级BMS搭载多核异构MCU,“更强大脑”为客户开拓更广阔的储能应用场景,推动储能产业规模化发展。

作为专业、领先、国际化的4S融创先锋,力高新能立足产业需求,推动产品升级,专注打造行业顶尖产品,为客户提供高效、安全、可靠的储能系列产品和新能源系统解决方案。

来源:力高新能源

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