增強(qiáng)實(shí)時(shí)處理性能，旋智將推出電機(jī)控制多核MCU新品

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）實(shí)時(shí)控制是指在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)完成對(duì)系統(tǒng)物理過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、傳輸存儲(chǔ)、計(jì)算決策、發(fā)出指令、執(zhí)行控制等整個(gè)控制過(guò)程。在一些電機(jī)控制應(yīng)用中，實(shí)時(shí)監(jiān)控和測(cè)量速度、位置、扭矩和電機(jī)運(yùn)行狀況，以便啟動(dòng)、加速或調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)速度，或讓電機(jī)系統(tǒng)減速。

因此，電機(jī)實(shí)時(shí)控制對(duì)工業(yè)變頻器、高端電器、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、電力輸送和能源設(shè)備等應(yīng)用至關(guān)重要。不過(guò)，電機(jī)實(shí)時(shí)控制對(duì)系統(tǒng)同步、定時(shí)和軟件的要求很高，需要工程師具有一定的經(jīng)驗(yàn)，且對(duì)軟硬件都有一定的要求。為了幫助工程師解決這個(gè)挑戰(zhàn)，旋智科技即將推出具備4-8核的高性能SPC系列MCU，以及配套的SPCore系列電機(jī)控制SoM（System-on-Module）設(shè)計(jì)。

旋智科技專注高集成度電機(jī)控制芯片

旋智科技前身為美國(guó)仙童半導(dǎo)體公司的電機(jī)產(chǎn)品線事業(yè)部，于2014年底通過(guò)管理層收購(gòu)方式剝離并獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。目前在香港，上海，深圳等地設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。公司專注于高集成度電機(jī)控制芯片及先進(jìn)核心算法的研發(fā)。創(chuàng)始核心團(tuán)隊(duì)成員來(lái)自美國(guó)硅谷，在世界頂級(jí)半導(dǎo)體企業(yè)有著多年的研發(fā)，市場(chǎng)和管理經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)前，旋智科技已經(jīng)基于M3和M4F內(nèi)核打造了一系列的產(chǎn)品。比如，SPC1068是該公司基于M3內(nèi)核打造的電機(jī)控制MCU，這款器件的最高主頻達(dá)150MHz，可以通過(guò)軟件編程時(shí)鐘，提供48KB SRAM以及最高512KB FLASH。SPC1068具有極高的集成特性，擁有豐富的片上資源和接口，該器件內(nèi)置12位ADC，3路可編程增益運(yùn)放，7個(gè)增強(qiáng)型PWM模塊，3個(gè)通用32位定時(shí)器以及UART、I2C、SPI等通信接口，為工程師打造電機(jī)控制方案提供豐富的配置。

SPC2168則是基于雙核ARM Cortex-M4 CPU內(nèi)核，最高主頻為200MHz，提供80KB SRAM以及最高512KB FLASH。SPC2168具有很多突出的特征優(yōu)勢(shì)，比如配備同類最佳的模擬前端、數(shù)字信號(hào)處理以及運(yùn)動(dòng)控制專用外設(shè)和安全機(jī)制；兩個(gè)CPU內(nèi)核均可以按最高200MHz時(shí)鐘頻率運(yùn)行復(fù)雜的控制算法；模擬前端中的差分PGA和高速高分辨率ADC能夠準(zhǔn)確快速地捕捉嘈雜環(huán)境中的信號(hào)。

旋智科技將推出電機(jī)控制MCU新品

據(jù)介紹，旋智科技即將推出具備4-8核的高性能SPC系列MCU，以及配套的SPCore系列電機(jī)控制SoM（System-on-Module）設(shè)計(jì)，配備512k-32M byte的RAM，多路高速ADC接口，多路Sigma-Delta接口，EtherCAT連接能力，以及高速以太網(wǎng)接口，主要用于工業(yè)變頻器、伺服控制、高性能三相AC/DC，DC/AC儲(chǔ)能、光伏變換器等應(yīng)用。

很明顯，SPC系列MCU是多核電機(jī)控制MCU，這種多核配置每個(gè)單元都可以獨(dú)立執(zhí)行特定的任務(wù)。例如，有的核心可能負(fù)責(zé)接收和解析控制指令，有的核心則負(fù)責(zé)計(jì)算電機(jī)的控制參數(shù)，還有的核心可能負(fù)責(zé)監(jiān)控電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

同時(shí)，旋智科技指出，同構(gòu)多核架構(gòu)MCU在電機(jī)控制領(lǐng)域有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如：
·簡(jiǎn)化軟件開發(fā)：由于同構(gòu)核心，任何核心都可以運(yùn)行相同的軟件，簡(jiǎn)化了開發(fā)和調(diào)試過(guò)程。這種一致性降低了軟件設(shè)計(jì)和維護(hù)的復(fù)雜性。例如，全部使用ARM或RISC-V內(nèi)核，所有開發(fā)都可以基于C語(yǔ)言；而異構(gòu)的處理器例如ARM+FPGA，則需要同時(shí)使用C語(yǔ)言及HDL設(shè)計(jì)工具，開發(fā)成本較高，并對(duì)工程師能力有更多要求。

·負(fù)載平衡：同構(gòu)多核系統(tǒng)可以高效地將任務(wù)分配到所有核心上，確保工作負(fù)載均衡和處理能力的最佳利用。這對(duì)于需要一致性能的多個(gè)實(shí)時(shí)電機(jī)控制應(yīng)用特別有利，例如雙軸、三軸伺服、多輪AGV小車、3D打印機(jī)應(yīng)用等。

·成本效益：使用相同的核心設(shè)計(jì)可以降低芯片制造成本，因?yàn)榭梢远啻螐?fù)制相同的核心設(shè)計(jì)。這種一致性也簡(jiǎn)化了芯片測(cè)試和驗(yàn)證過(guò)程。

當(dāng)然，如上所述，實(shí)時(shí)的電機(jī)控制，除了對(duì)硬件有要求，在軟件方面也有一些挑戰(zhàn)，為了在規(guī)定的時(shí)間窗口內(nèi)，完成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)信號(hào)鏈的處理流程，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的軟硬件資源有助于確保系統(tǒng)能夠滿足數(shù)毫秒甚至數(shù)微秒超短時(shí)間窗口的實(shí)時(shí)性要求。

為此，旋智科技基于公司國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的MBD成熟設(shè)計(jì)技術(shù)方案及服務(wù)支持能力，也將推出用于多核心處理器的MBD仿真模型、自動(dòng)代碼生成模型、多核心多任務(wù)通訊控制技術(shù)、SoM設(shè)計(jì)板級(jí)驅(qū)動(dòng)軟件支持包BSP（Board Support Package），方便用戶上手大規(guī)模、多核心嵌入式軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)及調(diào)試。

結(jié)語(yǔ)

典型的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)包括感知、處理、驅(qū)動(dòng)和通信四個(gè)部分，為了逐一增強(qiáng)系統(tǒng)的各方面能力，多核MCU具有特定的優(yōu)勢(shì)，旋智科技SPC系列MCU將會(huì)很好地呈現(xiàn)這一點(diǎn)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的軟硬件資源對(duì)電機(jī)實(shí)時(shí)控制也很重要，旋智科技一系列的軟件方案能夠從這方面幫到工程師。