微控制器

微控制器(Microcontroller,简称MCU)是一种小型计算机系统,通常被用于嵌入式系统中,用于控制各种电子设备和系统。它是一种集成电路(IC),包含了处理器核心、内存、输入/输出引脚、定时器、计数器、串口通信和其他外设,用于执行特定的任务。

近日,合肥智芯半导体凭借其天柱系列Z20K148芯片,在国内汽车电子领域再传捷报——该产品2024年被某国内头部客户采用以后,经过一年的开发,多个项目将陆续量产。从高端智能纯电车型到国民级混动爆款,Z20K148以卓越性能和稳定品质赢得客户信赖,成为国产汽车半导体技术突破的标杆案例。

一、多点开花:头部客户项目定点全覆盖

天柱系列Z20K148芯片目前已实现多品牌、多车型的规模化应用,覆盖智能纯电、混动及燃油车型的多元化需求,包括高端智能赛道、国民爆款车型、未来增长引擎的新车型平台。

从2025年3月起,随着几个定点项目的SOP,Z20K148将迎来爆发式的销量需求,持续领跑国产车规级芯片赛道。

二、多应用多产品多客户:产品应用覆盖各种应用,客户群遍布全国

除此客户以外,Z20K148已经被用于座椅控制、灯光、热管理、T-Box、智能座舱、发动机、底盘和VCU,累计出货量近5百万片。

三、需求爆发:单月用量持续突破新纪录,国产替代加速

市场用数据投票:2025年2月,Z20K148芯片需求环比增长超50%。同比增长几十倍以上。这一爆发式增长不仅源于客户对现有项目的信心,更映射出中国汽车产业链对国产芯片的坚定选择——从“可用”到“好用”,智芯半导体正以自主技术打破外资垄断格局。

从定点到量产,从单车型突破到全矩阵覆盖,Z20K148的成长轨迹正是中国汽车半导体崛起的缩影。合肥智芯半导体将持续深耕车规级芯片研发,以更智能、更可靠的解决方案赋能中国汽车工业,让全球市场看见“中国芯”的力量!  

来源:智芯SEMI

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围观 3

下载地址:

https://resource.hpmicro.com/hpm_apps_v1.8.0.zip 

文档路径

本地路径

English: hpm_apps/docs/index.html 

中文: hpm_apps/docs/index_zh.html 

在线文档:

Englist:https://hpm-apps.readthedocs.io/en/latest/ 

中文: https://hpm-apps.readthedocs.io/zh-cn/latest/ 

代码仓库

hpm_apps:

github: https://github.com/hpmicro/hpm_apps 

gitee: https://gitee.com/hpmicro/hpm_apps 

hpm_sdk:

github: https://github.com/hpmicro/hpm_sdk 

gitee: https://gitee.com/hpmicro/hpm_sdk 

1、HPM6200四轴伺服驱控方案

・概 述・

HPM6200是来自上海先楫半导体科技有限公司的基于RISC_V内核的32位高性能微控制器。

针对HPM6200系列MCU,先楫半导体推出四轴伺服驱控方案,本方案单轴采用FOC控制,同步计时器实现四轴电机以固定相位差运动。

四轴驱控样机如下图所示。

1739326275739008.png

单轴驱控细节图如下图所示。

1739326291610391.png

本方案测试电机型号信息如下表所示,如选用其他型号电机,需要重新调整PI控制参数相关宏定义即可。

电机型号极对数编码器类型分辨率
雷赛智能BLM570502增量式4000count/r

・软件方案・

软件设计主要分为四个部分:预定位,速度/位置环,电流环,S曲线,同步计时器,串口通信和USB通信。

其中全局参数如下表所示。

名称说明类型
PI参数SPEEDLOOP_KP速度环kp宏定义
PI参数SPEEDLOOP_KI速度环ki宏定义
PI参数SPEEDLOOP_OUTMAX速度环输出最大值宏定义
PI参数POSITIONLOOP_KP位置环kp宏定义
PI参数POSITIONLOOP_KI位置环ki宏定义
PI参数POSITIONLOOP_OUTMAX位置环输出最大值宏定义
运行模式OpMode_Typ速度:1位置:0枚举
速度轨迹规划CONSTANT_SPEED_TIME_s匀速时间宏定义
速度轨迹规划MOVE_SPEED运动速度r/s宏定义
速度轨迹规划MOVE_ACC加速度r/s/s宏定义
速度轨迹规划MOVE_JERK加加速度r/s/s/s宏定义
位置轨迹规划MOVE_RELATIVE_POS_r绝对运动位置r宏定义
位置轨迹规划CYCLE_CNT往返运动次数宏定义
位置轨迹规划CONTINOUS_RONUD_MOVE_TYPE连续往返运动宏定义
位置轨迹规划SIGNLE_MOVE_TYPE单次往返运动宏定义
速度轨迹规划MULTIPLE_MOVE_TYPE多次往返运动(以上三种任选一种)宏定义
速度轨迹规划DWELLTIME_ms运行相对距离后停止时间宏定义
全局控制MOTOR_CONTROL_Global
结构体
电机参数MOTOR_PARA
结构体

具体函数接口如下表所示。

函数接口名称描述调用状态
pwm_sync同步计时器伺服初始化
pmsm0_foc_angle_align轴0预定位伺服启动
motor0_highspeed_loop轴0电流环50us中断
pos_cmd_gene位置轨迹规划1ms中断
vel_cmd_gene速度轨迹规划1ms中断
motor_speed_ctrl速度/位置环1ms中断

・预定位・

上电时,电机转子位置随机,编码器转子位置与电机转子存在固定角度差。因此需要将电机转子位置转到固定位置,此时既知道编码器的位置也知道转子角度。本方案中采用的是在正常运行之前将编码器转子位置与电机转子位置重合的方法。

主要实现步骤分为三步:

  • 电角度90°,逐步增大 d轴电流到限幅;

  • 保持d轴电流,逐步减小电角度至0度;

  • 保持电角度为0度,逐步减小d轴电流至0。

・电流环・

pwm通道产生比较中断,中断内执行电流环。电路环回路主要有两部分工作:

  • 电流幅值更新:ADC采样三相电流,以及经过CLARK,PARK变换后成为DQ轴直流分量。电流环PI控制器控制DQ轴电流

  • 电角度更新:QEI模块获得电机反馈位置,再根据电机极对数计算得出电角度

・轨迹规划・

电机在启停时,速度存在阶跃的情况。电机速度的突变可能会导致电流过载。所以通常用加减速控制算法来规划电机速度。

在本方案中,我们使用的是电机库中的轨迹规划算法——S曲线,通过可变加加速度大小来控制加速度的变化,保证加速度不突变,使得加减速的速度曲线平滑,电机更平稳运行。

这里以运动轴0为例,简单介绍下如何使用电机库中的轨迹规划算法:

(1)添加电机库

  • 将hpm_motor添加到middleware文件夹下

  • 工程引用hpm_motor库

更多细节请查看电机库使用说明文档。(hpm_apps/middleware/hpm_motor/doc)

(2)对配置参数结构体的各成员赋值

  • 定义结构体变量

CMDGENE_PARA cmdpar[4] = {0};

  • 速度模式下

配置cmdpar[0].cmdgene_in_par.velcfgpar

  • 位置模式下

配置cmdpar[0].cmdgene_in_par.poscfgpar

(3)轨迹生成

轴0使能后,在1ms中断内调用轨迹生成函数,获得对应时间序列的速度指令、位置指令

速度模式下:vel_cmd_gene

位置模式下:pos_cmd_gene

(4)轨迹规划重置

API:cmd_gene_disable

清除轨迹规划中间变量,以便再次对用户指定的PTP运动的起点,终点,速度规划算法,计算连接各点的加速度,加加速度,由此再推算出各点的位置,速度。

・速度/位置环・

计时器产生1ms中断,控制速度环/位置环更新:

  • 速度/位置指令

  • 反馈位置/反馈速度

・同步计时器・

通过配置连接到PWM的同步触发输入SYNCI模块,让四个电机以一定的相位差开启运动。

・UART/USB通信・

为了方便用户控制电机,支持用UART或USB调试工具下发运动指令,用户可在cmakelist文件中选择使用UART或USB。MCU根据接收到的运动指令进行相应的运动。

2、Ethercat master 更新

Ethercat 主站使用开源SOEM, 当前版本主要更新以下内容:

  • 优化延时抖动。实测挂载25台从站设备,抖动在20us以内。

  • 优化减少RAM资源使用。

  • 支持在裸机和RTOS下运行。

由于 SOEM 开源协议的限制,故源代码不会放在 hpm_apps 中,请自行下载源代码并放到middleware目录下即可。

SOEM 下载链接:https://github.com/hpmicro/ethercat_soem/releases

3、其 他

  • 全系列适配SDK1.8.0

  • 修复HPM二级BOOT固件升级方案user_app linker文件缺少变量的问题

  • 修复hpm_monitor服务UART通道DMA传输时地址转换错误的问题

・完 结・

在使用过程中有任何疑问或者建议,欢迎在github对应项目中提交。

问题提交

hpm_apps Issues:

https://github.com/hpmicro/hpm_apps/issues 
https://gitee.com/hpmicro/hpm_apps/issues 

来源:先楫半导体HPMicro

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围观 31

M4K组(1)和M470组支持消费和工业设备的主控制和电机控制

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation(以下简称“Toshiba”)推出了七款配备Cortex-M4内核的32位微控制器,扩展其电机控制微控制器的产品阵容。其中六款产品组成了一个新组,即M4K组(1)[1],一款产品加入M470组。

1.jpg

M4K组(1)微控制器的最高工作频率为120MHz,M470组为160MHz。所有微控制器都具有两种电机控制功能。此外,与M4K组M470组的现有产品一样,这些微控制器都具备编码器接口和可编程电机控制功能,从而降低了电机控制过程中的CPU负载。它们还延续了闪存、RAM、AD转换器和时钟的检查机制,可用于自诊断功能。 此外,这些微控制器还提供用于获得IEC 60730 B级功能安全认证的示例程序,支持开发用于消费和工业设备的电机驱动组件。

目前M470系列产品的最大闪存容量为512KB。M470系列的新成员将这一容量提高到了1MB,同时仍能保持高达100,000次的编程/擦除循环,确保增强设备功能。加入FOTA[2]功能满足了日益增长的物联网支持需求。

为便于初步评估,除了样品、文档、示例软件外,还提供评估板和带有外围功能控制接口的驱动软件。开发环境是与ARM全球生态系统合作伙伴合作提供。


[1] 配备Arm Cortex-M4(FPU功能)内核,最高工作频率120MHz;配备电机控制功能,最多可控制2个电机。
[2] FOTA:固件无线更新

应用
消费设备
・空调、洗衣机、冰箱等。
工业设备
・变频器、电机设备、电源调节器、机器人等。

特性
・高性能Cortex-M4内核
・双系统电机控制功能
・可用于各种消费和工业设备的产品系列
・自我诊断功能

主要规格

系列名称

TXZ+TM 4A系列

TX04系列

产品组

M4K组(1)

M470组

部件编号

TMPM4K4FYBUG

TMPM4K4FWBUG

TMPM471F10FG

TMPM4K2FYBDUG

TMPM4K2FWBDUG

TMPM4K1FYBUG
TMPM4K1FWBUG

CPU内核

Arm Cortex-M4

Arm Cortex-M4

‒ 内存保护单元 (MPU)

‒ 内存保护单元 (MPU)

‒ 浮点单位 (FPU)

‒ 浮点单位 (FPU)

最高运行频率

120MHz

160MHz

内部振荡器

10MHz (±1%)

10MHz (±1%)

内部

存储器

代码闪存

128KB/256KB

(程序/擦除循环:

最高100,000 次)

1024KB

(程序/擦除循环:

最高100,000 次)

数据闪存

-

-

RAM

18KB

64KB

I/O端口

33-51个针脚

81个针脚

外部中断

9 -11个因子

16个因子

DMA控制器(DMAC)

1个单元

1个单元

计时器

功能

32位计时器事件计数器

(T32A)

6个通道

(如果用作16位计时器,

则为12个通道)

5个通道

(如果用作16位计时器,

则为10个通道)

通信

功能

异步串行

通信电路

(UART)

3-4个通道

5个通道

I2 C接口 (I2C)

1个通道

-

I2 C接口版本A

(EI2C)

1个通道

2个通道

串行外设接口

(TSPI)

2-4个通道

4个通道

CAN

-

-

模拟

功能

12位模数转换

转换器

(ADC)

2个单元

(单元A:9 -12个输入

单元B:9 -12个输入)

2个单元

(单元A:12个输入

单元B:11个输入)

运算放大器

(OPAMP)

1个单元

-

其他

高级编码器

输入电路(32 位)

(A-ENC32)

2个通道

2个通道

外围设备

电路

高级

可编程电机

控制电路

(A-PMD)

1-2个通道

2个通道

高级矢量

引擎+

(A-VE+)

-

-

系统

功能

时钟选择

看门狗计时器

(SIWDT)

1个通道

1个通道

调试界面

JTAG/SW, TRACE(4位),

NBDIF[3]

JTAG/SW, TRACE(4位)

工作电压

2.7 - 5.5V,

单电压供电

4.5 - 5.5V,

单电压供电

封装/针脚

LQFP64

(10mm×10mm, 0.5mm间距)

LQFP100

(14mm×14mm, 0.5mm间距)

LQFP48

(7mm×7mm, 0.5mm间距)

LQFP44

(10mm×10mm, 0.8mm间距)


[3] TMPM4K2FYBDUG、TMPM4K2FWBDUG、TMPM4K1FYBUG和TMPM4K1FWBUG 仅限JTAG/SW。

点击以下链接,了解有关新产品的更多信息。
TMPM4K4FYBUG
TMPM4K4FWBUG
TMPM4K2FYBDUG
TMPM4K2FWBDUG
TMPM4K1FYBUG
TMPM4K1FWBUG
TMPM471F10FG

点击下面的链接,了解有关Toshiba微控制器的更多信息。
微控制器

* Arm和Cortex是Arm Limited(或其子公司)在美国和/或其他地方的注册商标。
* TXZ+™是Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation的商标。
* 其他公司名称、产品名称和服务名称可能是其各自公司的商标。
* 本文件中的信息,包括产品价格和规格、服务内容和联系信息,均以发布之日为准,如有变更,恕不另行通知。

关于Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation是先进半导体和存储解决方案的领先供应商,凭借半个多世纪的经验和创新,为客户和业务合作伙伴提供卓越的分立半导体、系统LSI和HDD产品。

该公司在全球拥有19,400名员工,以实现产品价值最大化,与客户密切合作共创价值和开拓新市场为宗旨。该公司以建设并促进更美好的未来,让全世界的所有人受益为目标。

如需了解更多信息,请访问 https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/top.html

免责声明:本公告之原文版本乃官方授权版本。译文仅供方便了解之用,烦请参照原文,原文版本乃唯一具法律效力之版本。

在 businesswire.com 上查看源版本新闻稿: https://www.businesswire.com/news/home/20250121550675/zh-CN/

围观 34

一次做两件事等于一无所成”—虽然拉丁文作家普布里乌斯·西鲁斯对多任务处理的看法可能有些极端,但有时候,多任务处理可能会导致任务无法按最初预期的方式完成,或无法按时完成。随着工业过程日益复杂化,传感器和执行器等现场仪器 已发展为同时执行多项不同的任务,包括与过程控制器保持定期通信。这给从站微控制器带来了额外的开销,必须妥善管理从站微控制器,否则过程数据可能会丢失,从而导致生产停机,现代工业通信协议应减少这种情况的发生。

IO-Link时序

IO-Link是24 V、3线工业通信标准,支持工业从站和IO-Link主站之间的点对点通信,进而与更高级别的过程控制网络进行通信。

1.png

图1. IO-Link主站/从站通信接口。

在IO-Link应用中,收发器充当运行数据链路层协议(堆栈)的微控制器和24 V IO-Link信号线路之间的物理层接口。IO-Link通信涉及多种类型的传输,包括过程数据、值状态、从站数据和事件。这样一来,如果发生错误,便能快速识别、跟踪和处理工业从站,帮助减少停机时间。IO-Link支持远程配置;例如,如果需要调整触发过程警报的阈值,可以通过IO-Link连接将更新的阈值发送到从站,以此方式进行调整,无需技术人员前往现场操作。

IO-Link主站端口和从站之间的通信受到多个时序的限制,并按照名为M序列时间的固定时间表进行。M序列消息包括从IO-Link主站发送到从站的命令或请求,以及来自从站的回复消息。图2所示为M序列中的时序参数,其中包括IO-Link主站端口和从站消息之间的消息。从站必须在从站响应时间 tA内响应主站,该时间范围为1 Tbit至10 Tbit(Tbit = 位时间)。对于COM3波特率, tA 应介于4.3 µs和43 µs之间。如果响应时间超出此范围,则会发生通信故障。

2.png

图2. IO-Link通信中的M序列时序。

如果未能准时

IO-link从站微控制器需要同时执行多项任务,因此可能难以在为 tA指定的可接受时间窗口内响应请求。在执行微控制器不能中断的任务时尤其如此,此类型任务通常被称为不可屏蔽中断(NMI)。如果从站微控制器在指定时间窗口内未做出响应,则通信中断,必须重新启动。

例如,对于超声波测距传感器,微控制器需要执行的一些任务包括:

  • 发送超声波突发脉冲

  • 处理上一次突发脉冲中的固有线路,然后计算距离

  • 测量环境温度以补偿声速

  • 管理传感器后台任务(例如电源管理)

  • 回复IO-Link周期性请求

  • 回复IO-Link非周期性请求

由于要连续处理数据样本,微控制器几乎没有时间管理数据链路层通信任务,这导致从站响应时间显著变化。在极端情况下,还可能无法满足 tA的时序要求。

仅使用速度更快、功能更多的微控制器无法解决NMI引起的时序问题。解决此时序问题的一个典型解决方案是使用第二个微控制器来管理IO-Link堆栈,从而在IO-Link从站和IO-Link主站之间保持更稳定的响应时间间隔。然而,该方法的效率极低,因为其功耗更高且需要更大的PCB,因此需要更大的传感器外壳。

管理数据链路

一个更好的替代方案是使用收发器来管理通信路径中的数据链 路和物理层。MAX22516 IO-Link状态机(图3)集成了IO-Link从站收发器中常见的所有功能,包括24 V C/Q、集成降压型DC-DC转换器以及5 V和3.3 V线性稳压器。

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图3. 带收发器和集成DC-DC转换器的MAX22516 IO-Link状态机

该设备是第一个包含全功能状态机的收发器,可全面管理IO-Link数据通信的时序。它能够自动处理与IO-Link主站的通信,以处理配置和维护请求等,并能够使用微控制器写入寄存器和FIFO的数据来处理数据传输。使用该收发器的一个主要好处是,在为传感器选择微控制器时,它提供了更多的选择,因为从站微控制器不需要管理与IO-Link主站通信的任务。

MAX22516监控来自IO-Link主站的传入消息。收到完整的索引服务数据单元(ISDU)配置或维护请求后,该收发器自动向IO-Link主站发送ISDU BUSY消息,并通知从站微控制器通信已成功完成。如果时间允许,微控制器可将按需数据加载到ISDU FIFO中,这项任务通常需要多个周期才能完成。收发器使用输入过程数据(PDIn)和输出过程数据(PDOut) FIFO中的数据来管理PDIn和PDOut,允许微控制器将数据写入PDIn FIFO并从PDOut FIFO读取,不受任何时间限制。集成缓冲区确保FIFO中的数据在处理前不会丢失或被覆盖。

图4展示了与使用单一微控制器的应用相比,使用该收发器如何显著减少从站响应IO-Link主站所需的时间。从站响应时间缩短超过50%,同时变化幅度也从12 µs大幅降至0.25 µs。

3.png

图4. 比较使用单一微控制器(左)和MAX22516(右)管理IO-Link通信的应用的响应时间。

MAXREFDES281 IO-Link从站参考设计(图5)采用MAX22516,可用于验 证不同类型IO-Link传感器的时序性能。

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图5. MAXREFDES281 IO-Link从站参考设计。

结论

微控制器需要同时管理多项任务,这意味着它们有时难以满足IO-Link数据通信的时序规范。一些设备制造商使用第二个微控制器来管理IO-Link堆栈,但该方法令人难以接受。现在不再需要该双微控制器方法,因为MAX22516 IO-Link收发器集成了一个可以管理所有IO-Link通信的状态机,让主要从站微控制器能够执行其他时间关键型任务。

来源:亚德诺半导体

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围观 36

意法半导体宣布STM32WL33系列无线微控制器(MCU)正式上市,新系列产品集成了最新一代Sub-GHz长距离射频收发器、Arm® Cortex®-M0+处理器内核和针对智能表计应用定制的外设以及改进的省电功能。新款MCU大大简化了无线解决方案的设计,缩短了产品上市时间,并延长了电池续航时间。

1735888719159177.jpg

这些新的面向物联网的微控制器可用于智能(水电燃气)表、警报系统、智能建筑设备、物流跟踪和近距离检测。新产品还是其他高端智能监测系统的理想选择,例如,智慧城市监测、智慧农业监测,包括土壤状况和动物福利报告、森林火灾检测、水表和漏水检测等。

在开发新产品时,开发人员可以利用灵活的产品选项、超低功耗架构、一流的射频能效和创新功能来优化无线通信距离,简化产品设计,延长电池续航时间。

新产品集成了意法半导体独特的模拟流量感测控制器LCSC,可以简化和优化水表设计。LCSC集成电路可与传统的机电式水表配合使用,无需MCU介入即可测量水流量,并提供适当的防篡改功能。凭借这些功能特性,LCSC为水表带来安全保护,将电池续航时间延长至15年以上,同时优化水表的集成度和成本结构。

此外,新产品还有一个超低功耗(4.2µA)宽带唤醒射频接收器。在主通信射频收发器为了省电而关闭电源期间,该宽带唤醒射频接收器能够监听唤醒信号。这个常开射频接收器对电池耗电量的影响微乎其微,并提供待机模式,在收到正确的射频唤醒信号后,快速做出响应。应用场景包括流动抄表或电池供电监控设备应用固件升级服务唤醒功能。此外,由固定位置信标标签等设备生成的唤醒信号可以通过OOK调制传输信息,为物流和仓库行业提供便捷的资产跟踪或位置标记解决方案。

芯片上集成一整套可编程存储器、外设和安全服务,让开发人员只用很少的外部电路就能开发功能丰富的应用。集成的功能包括256KB闪存、32KB SRAM和灵活的外设,包括16段LCD驱动器、12位1Msample/s模数转换器(ADC)、模拟比较器、数模转换器(DAC)、多个计时器和实时时钟(RTC)。安全服务包括安全启动、安全固件更新、128位AES和随机数生成器(RNG)。

新产品全系支持413-479MHz或826-958MHz免许可频段,还有一款特殊产品型号STM32WL33CCV6A,是采用169MHz频段通信。这款STM32WL33产品嵌入了两个可编程功率放大器,射频输出功率有+14dBm和+20dBm两档可选,进一步优化了主动传输期能效。为节省电能,欧盟、韩国和日本的法律将最大射频输出功率限制在+14dBm。为延长通信距离,北美和亚太地区允许使用+14dBm或+20dBm的最高射频输出功率。有两档输出功率的STM32WL33无线MCU可在全球部署,并为全球跟踪应用带来漫游功能。

这个可配置性很高的射频收发器支持多协议运行,带来多调制机制的灵活性,包括高达600kbit/s的4-(G)FSK、2-(G)FSK、(G)MSK、DBPSK、DSSS和 ASK。可编程自主状态机Radio Sequencer实现了常规射频运行自动化,例如,跳频低占空比操作、LBT、RX Sniff、自动确认等,降低了MCU的干预度,提高了射频能效。

-132 dBm @300bit/s 433MHz OOK和-128 Bm @300 bit/s 868 MHz 2(G)FSK的射频接收灵敏度确保长距离通信稳定可靠。在+20 dBm输出功率和 -128dBm灵敏度(868MHz)下,300bps GFSK取得的链路预算支持大于1 公里的无线通信距离。

新产品还有一个IQ接口,用于自定义调制方案,进一步增强接收灵敏度,在嵌入优化协议库之前,可以使用GNURadio或类似工具分析测试后处理性能。除了完全可定制的专有协议外,还支持标准协议,包括wM-Bus、Mioty、Wize、Sigfox、6LowPAN以及Wi-SUN家庭区域网络(HAN)。

该系列无线系统级芯片可与意法半导体的MEMS惯性环境传感器无缝整合,利用意法半导体的ML/AI算法和工具箱开发需要位置和情境感知的应用,以及工业、智慧城市或农业应用中的电池供电的远程监控器和无线传感器。

作为一体化系统级芯片(SoC),STM32WL33系列让开发人员接触到广阔的STM32生态系统。现在,这个生态系统包括器件专用的STM32CubeWL3软件、中间件和NUCLEO-WL33CC1 868-915MHz开发板、NUCLEO-WL33CC2 433MHz开发板。此外,该系列MCU现在还有专用的匹配的滤波器 (MLPF-WL-01D3/02D3/04D3),这些滤波器采用意法半导体的集成无源器件(IP)技术,为开发者提供一个简单且节省空间的射频性能优化方案。此外,还有一套免费的参考设计(STDES-WL3xxxx)可节省研发成本,简化射频设计,进一步降低新产品上市难度。这些基于STM32WL33系列的参考设计进行了预先认证和微调,涵盖频段、射频功率、MCU封装以及双层或四层PCB等多种选择。

Wireless Studio Environment(STM32CubeWiSE)是一款基于图形用户界面的工具箱,可大大缩短学习时间并带来开箱即用的体验。工具箱包括WiSE-RadioCodeGen射频协议运行自动化代码生成器和WiSE-RadioExplorer浏览器,代码生成器附带新产品专用的WL33 Radio Sequencer,浏览器可以帮助用户充分利用尖端的射频功能,并顺利完成射频测试认证过程。

QFN32封装的STM32WL33K8V6现已开售。NUCLEO-WL33CC1和 NUCLEO-WL33CC2开发板现已在意法半导体eSTore和代理商处上架。

❖ 了解产品详情,>>请点击访问
❖ 了解参考设计详情>>请点击访问。

来源:意法半导体中国

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围观 51

新唐的物联网方案基于MCU和MPU系列微控制/微处理器,面向所有客户提供最简单、最快捷的物联网解决方案,帮助他们将物联网应用构想转化成可量产,可部署的有竞争力的产品。

全球物联网网关市场增速明显

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新唐提供基于M4的物联网网关解决方案如下。 

基于M4面向工业PC和NAS小型化远程管理模组方案

方案特点:

  • 基于192 MHz Arm® Cortex®-M4F

  • 支持10/100 Mbps Ethernet 接口

  • 支持Free Mbed OS

  • 支持丰富的网络协议:HTTP、HTTPS、MQTT和CoAP

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基于M4智能交换机管理模组方案

方案特点:

  • 基于192 MHz Arm® Cortex ®-M4F

  • 支持10/100 Mbps Ethernet接口

  • 小型封装LQFP64 Package

  • 支持Free Mbed OS

  • 支持丰富的网络协议:HTTP、HTTPS、MQTT和CoAP

  • 可读的源代码的SSL和TLS库的完整协议实现

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基于M4智能自动售货机IoT网关实现

方案特点:

  • 实现云端解决方案:MS Azure、AWS、Arm Pelion、Alibaba Cloud

  • 支持 6 UARTs、USB FS & HS (OTG)–USB Class USBHID/USB鼠标/USB键盘

  • SSL和TLS库的完整协议实现

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基于FreeRTOS和CyClone TCP在M467 MCU平台上IoT网关应用

方案特色:

  • 基于200 MHz Arm® Cortex ®-M4F

  • 支持10/100 Mbps Ethernet 接口

  • 支持FS USB/ HS USB/ CAN FD 接口

  • 支持FreeRTOS

  • 支持IPv4/IPv6 TCP/IP协议栈

  • 支持丰富的应用协议,符合RFC标准

  • 完全ANSI C和高度可维护的源代码

  • 由Oryx Embedded设计

  • 开源(GPLv2,评估)或免版税商业许可证(非gpl许可证)

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新唐M487和M467 MCU详细介绍

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来源:新唐MCU

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围观 47

无论是在建筑物中还是在生产车间,如今在任何地方都需要可编程控制器来调节各种生产过程、机器和系统。这就涉及到与相关器件连接的可编程逻辑控制器(PLC)或分布式控制系统(DCS)模块。为了控制这些器件,PLC或DCS模块通常具有提供电流输出、电压输出或二者的组合的输出模块。工业控制模块的标准模拟输出电压和电流范围为±5V、±10V、0V至5V、0V至10V、4mA至20mA和0mA至20mA。特别是在工业领域,通常需要对微控制器和输出外设进行电气隔离。

传统解决方案采用分立式设计,可以将微控制器的数字信号转换为模拟信号,或提供不同的模拟输出,并实现电气隔离。但是,与集成式解决方案相比,分立式设计有许多缺点。例如,组件数量多,导致系统非常复杂,电路板尺寸大,成本高。短路耐受能力甚至故障诊断等其他特性更凸显了这些缺陷。

较好的解决方案是在单芯片上尽可能整合更多的功能,例如,ADI公司的高精度16位DAC AD5422。除了数模转换,它还提供完全集成的可编程电流源和可编程电压输出,能够满足工业过程控制应用的需求。

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图1.使用AD5422和ADuM1401实现模拟输出级隔离控制的简化示例电路。

图1显示可完全隔离控制输出模块的模拟输出级的示例电路。它特别适合需要4mA至20mA标准电流输出和单极性或双极性输出电压范围的过程控制应用中的PLC和DCS模块。这里AD5422与 ADuM1401 四通道数字隔离模块组合使用。

16位DAC AD5422的输出可通过串行外设接口(SPI)配置。该模块还集成诊断功能,这在工业环境中很有用。微控制器和DAC之间所需的绝缘电阻可通过ADuM1401实现,ADuM1401的四个通道用于与AD5422实现SPI连接:三个通道(LATCH、SCLK和SDIN)传输数据,第四个通道(SDO)接收数据。

特别是在工业应用中,必须提供能够抗高干扰电压的可靠输出。IEC 61000等标准中规定了可靠性要求,例如,其中指定了有关电磁兼容性(EMC)的要求。为了符合这些标准,输出端需要有额外的外部保护电路。一种可能的保护电路如图2所示。

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图2.用于AD5422输出的符合IEC 61000标准的保护电路。

电流输出(IOUT)可以在4 mA至20 mA或0 mA至20 mA范围内选择设定。电压输出通过单独的VOUT引脚提供,该引脚的电压范围可配置为0 V至5 V、0 V至10 V、±5 V或±10 V。所有电压范围的超量程均为10%。两个模拟输出都具有短路和开路保护功能,可以驱动1 μF的容性负载和50 mH的感性负载。

AD5422需要10.8 V至40 V的模拟电源(AVDD)。对于数字电源电压(DVCC),则需要2.7 V至5.5 V。或者,DVCC也可作为系统中其他组件的电源引脚或上拉电阻的终端。为此,DVCC_SELECT引脚应浮空,并向DVCC引脚施加内部4.5 V LDO稳压器电压。最大可用电源电流为5 mA。在所示电路中,DVCC用于向ADuM1401的电气隔离端供电。

使用ADR4550 外部基准电压源可从16位DAC获取高精度轮换结果。这是一款高精度、低功耗、低噪声基准电压源,最大初始精度为0.02%,具有出色的温度稳定性和低输出噪声。

本文所示的电路特别适用于PLC或DCS模块的输出模块,这些模块同时提供电流和电压输出,并且必须符合IEC 61000等EMC标准。

来源:亚德诺半导体

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围观 47
  • 新的机器学习功能让网络边缘设备可以运行计算机视觉、音频处理、声音分析以及更多的消费级和工业级应用

  • STM32N6 MCU系列是 STM32产品家族中算力最强的微控制器,也是首款采用意法半导体自研的嵌入式推理专用Neural-ART Accelerator™ NPU的产品

  • 软件配合工具生态系统,不断降低开发人员利用AI加速性能开发实时操作系统应用的门槛

服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体 (STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 推出了首个集成机器学习 (ML) 加速器的新系列微控制器,让嵌入式人工智能 (AI) 真正地发挥作用,让注重成本和功耗的消费电子和工业产品能够运行计算机视觉、音频处理、声音分析等算法,提供以往小型嵌入式系统无法实现的高性能的功能。

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STM32N6系列微控制器 (MCU)是意法半导体迄今为止处理性能最强的产品,也是首款嵌入意法半导体自研神经网络处理单元 (NPU) Neural-ART Accelerator的微控制器,机器学习处理性能是STM32 MCU现有高端产品的600 倍。从2023 年 10 月开始,STM32N6向指定客户供货,现已准备好在大众市场上铺货。

意法半导体微控制器、数字 IC 射频产品部 (MDRF) 总裁 Remi El-Ouazzane 表示:“微型边缘设备市场将迎来一场巨变,越来越多的设备采用 AI 模型来提高主控制器的性能或接替主控制器的工作。这些模型目前用于分割、分类和识别等任务,未来将进入尚未开发的新应用领域。STM32N6 是首款采用意法半导体自研的Neural-ART Accelerator NPU 的 STM32 产品,我们自主开发的AI 软件生态系统包的最新版本将支持STM32N6,这是带有AI 硬件加速器的 STM32的漫长发展之路的开端,它将实现任何其他嵌入式处理解决方案都无法实现的应用产品创新。”

Yole Group存储器和计算部首席分析师 Tom Hackenberg 表示: “以前人们普遍认为AI 就是一个大数据中心,是一种非常耗电的应用。现在,这种观点再也站不住脚了。今天的物联网边缘应用迫切需要 AI的分析能力,整合微控制器的高能效处理能力与 AI 分析能力是一个新趋势,STM32N6 是代表这种趋势的一个很好的例子,能够处理计算机视觉和大量传感器驱动的应用,同时让用户产品具备低功耗和低成本。” (1)

抢鲜使用STM32N6的客户评价

LG 是一家跨国公司,以电子产品、化学品和电信产品而闻名遐迩,主营产品包括智能手机、家用电器和电视。

“STM32N6的 AI处理性能和灵活性非常出色,紧凑的封装非常适合嵌入式系统和穿戴设备。具有突破性的 Neural-ART Accelerator让这款微控制器的推理速度超出了我们的预期,同时 ST 的开发者友好型软件工具让我们能够将AI 模型无缝集成到 MCU 内。”

——Yehan AhnLG 电子 CTO 部门研发任务负责人

联想研究院是联想的创新和研究部门,专注于开发人工智能、大数据、云计算和智能设备等尖端技术和解决方案。

“我们在实验室对ST 的最新微控制器 STM32N6进行了严苛测评,注意到这款产品的神经网络处理性能和能效都非常出色。这款微控制器代表着一个新时代的开始,加快了我们的 ‘万物人工智能’边缘技术的研究。”

——川野诚一,联想研究院首席研究员

阿尔派是一家生产电子设备、汽车信息娱乐系统和通信设备的跨国公司。

“STM32N6新系列微控制器非常适用于我们的骑行装备创新产品。Neural-ART Accelerator的速度和能效,加上广泛的外围设备可扩展性,让我们能够开发可以执行许多基于传感器的 AI 推理的紧凑型设备,并提供多样化和更好的用户体验。”

——FuchsAlps Alpine高级项目负责人

Carlo Gavazzi 为全球建筑和工业自动化市场设计和制造电子控制组件。

“STM32N6 是我们最新传感器项目中一个缺失的元件。在看到Neural-ART Accelerator后,我们想到,可以用 AI 来解决一些在概念化阶段不可能解决的挑战。这款产品还有许多其他强大的功能,包括 MIPI-CSI Raw12 接口和 Arm Cortex-M55 内核,这两个功能配合可以提供其他值得信赖的品牌无法提供的摄像头功能和响应时间。这项最新的高质量技术对于我们开发未来的高性能工业传感器至关重要。”

——Allan Skou ThomsenCarlo Gavazzi 研发项目负责人

莫界 (Meta-bounds) 是消费级 AR 眼镜行业一家前沿的创新公司。

“STM32N6 具有高性能、高能效和先进功能,是一款非常适合我们产品的突破性微控制器。嵌入式 Neural-ART Accelerator、增强型摄像头接口和专用图像信号处理器 (ISP)让我们能够为市场带来重量轻、尺寸紧凑、功能吸引人的产品,提升用户体验的同时还不影响电池续航时间。意法半导体的技术支持让我们的开发过程非常顺利,对于像我们这样希望通过尖端 AI 和图形功能来增强可穿戴技术价值的公司来说,这是非常重要的。”

——周兴博士,Meta-bounds 创始合伙人

Autotrak为汽车市场提供一流的车队管理和失窃车辆追回解决方案。

“在南非的卡车运输行业,约 60% 的致命事故归咎于司机疲劳驾驶。STM32N6可以改变这些数字。通过在车辆内实现快速高效的 AI 推理,我们可以向驾驶员发出实时声音警告,预防事故,挽救生命。”

——Gavin LeaskAutotrak 工程总监

STM32N6为人工智能开发提供技术特性和支持

  • 机器学习处理性能是高端 STM32 MCU的600 倍:ST 的 Neural-ART Accelerator包含近 300 个可配置的乘法累加单元,运算速度高达每秒600 千兆次运算 (GOPS)。

  • 当今算力最强的 STM32:STM32N6搭载一颗 800 MHz Arm® Cortex®-M55 内核,CoreMark测试成绩达到前所未有的 3,360分。这款 MCU 还提供没有 Neural-ART 加速器的版本,适用于需要 STM32N6 的所有性能、接口和功能,但无需集成高级 AI 算法的应用。

  • 4.2 MB RAM,STM32 上存储容量最大的 RAM:为支持数据密集型 AI 和多媒体处理提供充裕的存储空间。两个 64 位 AXI 接口为维持最高计算速率和释放 Neural-ART Accelerator的全部功能提供高带宽。

  • 首次出现在 MCU 上的ST 先进图像信号处理器 (ISP):STM32N6 集成了一个可以直接处理图像信号的 ISP单元,准许应用使用简单且经济实惠的图像传感器。可使用 ST 的免费 ISP IQTune 软件 (STM32-ISP-IQTune) 配置ISP。该软件是一款先进工具,允许自定义曝光时间、对比度或色彩平衡等图像信号处理参数。

  • 意法半导体的Edge AI Suite套件:为开发边缘机器学习应用提供全套软件工具,包括导入开发者自己开发的TensorFlow Lite、Keras、ONNX等格式的模型

  • 新系列微控制器现支持的AI 模型库越来越大,为各种应用带来更强的性能和多功能性。用户可以探索不断扩展的 AI 模型库,提升项目质量,取得更好的成果,缩短上市时间。

更多技术详情请访问 www.st.com/STM32N6

* STM32 意法半导体国际有限公司( STMicroelectronics International NV)或其关联公司在欧盟和/或其他地方的注册和/或未注册商标。特别是,STM32 已在美国专利商标局注册。

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 54

适合整车通用和功能性安全应用

意法半导体推出了一款灵活的车规电源管理芯片,新产品适用于 Stellar车规微控制器等高集成度处理器,用户可以按照系统要求设置上电顺序,优调输出电压和电流值。新产品SPSB100可用于整车电气系统、区域控制单元 (ZCU)、车辆控制平台 (VCP)、车身控制 (BCM) 和网关模块。

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SPSB100 配备三个开关式降压功率转换器和两个线性稳压器 (LDO),为系统微控制器提供所需的电压轨,还可以为外部外设负载和传感器供电。此外,新产品还有两个唤醒输入和高级故障安全功能。内部升压控制器可在冷启动脉冲、启/停操作和电池低电等电压瞬变情况下稳定电源电压。

SPSB100的三个降压功率转换器都有过流检测和限流安全保护功能,内部软启动功能可预防过大的浪涌电流,其中有两个转换器可在 3.3V、5V 或 6.5V 的可选输出电压时提供高达 3A 的输出电流,第三个转换器可在 3.3V、1.25V、1.2V、1.1V 或 0.98V 时提供高达 6A 的电流。在两个LDO稳压器中,一个是5V固定输出电压,最大输出电流120mA,电压精度2%。第二个可以设置成跟随降压转换器的3. 3V或5V电压。新产品还内置一个高边驱动器,提供开路负载和过流诊断功能。

在其他功能中,内部非易失性存储器 (NVM)用于存储输出电压值和上电顺序参数;SPI端口是代码烧录接口,支持控制和诊断功能,让设计人员能够将其用于需要不同电源轨和外设的多种电气平台。SPSB100具有深度睡眠模式,静态电流低于40µA。还有故障通信专用中断引脚、复位微控制器引脚、过热警告保护功能。对于必须达到 ISO 26262 规定的汽车安全完整性等级 (ASIL) 要求的功能安全应用,意法半导体均会提供相关的技术文档。

新推出的PMIC芯片出厂配置默认会有两种,并能在后续进行全方位的配置:直接为微控制器核心供电的SPSB100B,驱动微控制器内部开关式电源的SPSB100P。

SPSB100通过了 AEC-Q100标准认证测试,采用 8mm x 8mm VFQFN56 封装。

详情访问www.st.com/spsb100-power-management-ic

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

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