【ZiDongHua 之方案應(yīng)用場(chǎng)收錄關(guān)鍵詞：兆易創(chuàng)新 物聯(lián)網(wǎng) 傳感器】
　　
　　用芯打造更強(qiáng)電機(jī)指揮系統(tǒng)
　　
　　如果電機(jī)要向高能效、智能化和集成化的方向持續(xù)發(fā)展，離不開(kāi)高性能MCU的支持?，F(xiàn)代電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)利用MCU的快速響應(yīng)能力、高精度模擬接口和強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，提高能量管理和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的效率。同時(shí)，MCU集成的諸多功能也使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)便。
　　
　　作為中國(guó)通用MCU市場(chǎng)的領(lǐng)跑者，兆易創(chuàng)新很早就開(kāi)始針對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)進(jìn)行布局，相繼成功推出了多個(gè)系列的產(chǎn)品。在近日舉辦的2024電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制論壇上，兆易創(chuàng)新MCU事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理陳樹(shù)敏以《GD32 MCU為電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供多維度的解決方案》為題發(fā)表演講，展示兆易創(chuàng)新在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面所取得的成績(jī)，也對(duì)今后的產(chǎn)品發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
 
　　
　　No.1的產(chǎn)品實(shí)力
　　
　　兆易創(chuàng)新在國(guó)內(nèi)創(chuàng)造了多項(xiàng)第一。陳樹(shù)敏指出，兆易創(chuàng)新是國(guó)內(nèi)第一家推出基于ARM® Cortex®-M3、M4以及M23內(nèi)核的MCU廠商，第一家推出基于Cortex®-M7內(nèi)核的MCU。同時(shí)，兆易創(chuàng)新也是首家推出RISC-V架構(gòu)MCU的通用MCU廠商。連續(xù)八年，兆易創(chuàng)新的通用MCU產(chǎn)品在中國(guó)大陸市場(chǎng)的年度出貨量保持第一。
　　
　　經(jīng)過(guò)多年的積累，兆易創(chuàng)新?lián)碛袠O為豐富的MCU產(chǎn)品種類，已量產(chǎn)產(chǎn)品囊括了51個(gè)系列，超過(guò)600個(gè)型號(hào)，實(shí)現(xiàn)了高性能、主流性、入門(mén)級(jí)、低功耗、無(wú)線、車規(guī)、專用產(chǎn)品的全面覆蓋，目前累計(jì)出貨量超過(guò)15.7億顆。
　　
　　兆易創(chuàng)新正積極進(jìn)軍無(wú)線產(chǎn)品領(lǐng)域，推出融合Wi-Fi和藍(lán)牙等無(wú)線技術(shù)的產(chǎn)品。同時(shí)，車規(guī)級(jí)產(chǎn)品也是公司開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。自2022年起，公司已成功推出3個(gè)系列的車規(guī)產(chǎn)品，目前已在Tier 1供應(yīng)商中實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外，兆易創(chuàng)新也推出服務(wù)于指紋識(shí)別、打印機(jī)等細(xì)分市場(chǎng)的產(chǎn)品?？傮w而言，兆易創(chuàng)新的產(chǎn)品覆蓋了物聯(lián)網(wǎng)、能源電力、工業(yè)控制、安防設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊、健康監(jiān)護(hù)和汽車等多個(gè)領(lǐng)域。
　　
　　作為MCU的兵家必爭(zhēng)之地，兆易創(chuàng)新對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)需求進(jìn)行細(xì)致劃分，首先，對(duì)于需要強(qiáng)大計(jì)算力的應(yīng)用，兆易創(chuàng)新提供具有600MHz Cortex®-M7內(nèi)核的產(chǎn)品線，如超高性能的GD32H7系列；針對(duì)大批量主流需求，則提供GD32F3系列；在成本較為敏感的應(yīng)用中，如消費(fèi)類和小型電動(dòng)工具等，兆易創(chuàng)新推出了具備Cortex®-M4內(nèi)核、能實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)控制且兼顧性能和成本的GD32E230/235系列; 對(duì)于需要無(wú)線通信并連接到云的應(yīng)用，兆易創(chuàng)新提供了一些三合一產(chǎn)品，如已經(jīng)量產(chǎn)的GD32W515、GD32VW553。
 
　　
　　GD32MCU 電機(jī)控制應(yīng)用與推薦產(chǎn)品
　　
　　多維度方案對(duì)應(yīng)多維度應(yīng)用
　　
　　GD32高性能通用產(chǎn)品線擁有全產(chǎn)品家族主頻最高的產(chǎn)品，非常適合高性能應(yīng)用，如伺服電機(jī)等。陳樹(shù)敏重點(diǎn)介紹Ethercat伺服從站應(yīng)用的案例。該方案基于Cortex®-M7內(nèi)核的GD32H7系列MCU，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)CIA402協(xié)議，可通過(guò)twincat進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，構(gòu)建了伺服從站上的電機(jī)控制、協(xié)議解析一體的方案。此外，如果是低成本的伺服電機(jī)控制應(yīng)用，還可以采用兆易創(chuàng)新的200MHz Cortex®-M4內(nèi)核的GD32F407系列產(chǎn)品進(jìn)行雙電機(jī)同步控制，從而大幅降低成本。
 
　　
　　GD32H759-Ethercat伺服從站應(yīng)用方案
　　
　　通用主流MCU產(chǎn)品的特點(diǎn)是新產(chǎn)品采用領(lǐng)先的主流工藝平臺(tái)，以增強(qiáng)的處理效能和豐富的系統(tǒng)資源為市場(chǎng)主流應(yīng)用加持，具備成熟的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，客戶群體廣泛，全面適用工業(yè)消費(fèi)及物聯(lián)網(wǎng)、汽車等市場(chǎng)主流應(yīng)用。
　　
　　該系列有兩個(gè)具有代表性的方案。一是支持BLDC方波控制的通用電機(jī)控制方案，24V供電，額定電流2A，轉(zhuǎn)速可達(dá)5000rpm，支持成熟的方波控制算法，以及多種轉(zhuǎn)子定位方式（HALL傳感器、Encoder傳感器）。另一個(gè)是可進(jìn)行FOC矢量控制的通用電機(jī)控制方案，支持有感（HALL、編碼器）定位模式和無(wú)感（滑膜觀測(cè)器、龍伯格觀測(cè)器等）定位模式。
　　
　　在入門(mén)級(jí)通用產(chǎn)品線中，兆易創(chuàng)新推出以GD32F310K8T6為主控芯片的電動(dòng)工具參考設(shè)計(jì)。該芯片采用QFN32小封裝，內(nèi)置高速ADC進(jìn)行采樣；16.8V供電，最大20A工作電流，電機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)24000rpm（空載）。整個(gè)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，扭矩大，適合低成本高性能的產(chǎn)品應(yīng)用。同時(shí)，兆易創(chuàng)新還提供了適配1.5匹家用空調(diào)的FOC控制解決方案，可適配普通千瓦級(jí)別PFC應(yīng)用，幫助廠商順利通過(guò)FCC的認(rèn)證。
　　
　　無(wú)線通用產(chǎn)品線中，兆易創(chuàng)新現(xiàn)在有支持Wi-Fi 6和BLE 5.2的GD32VW553及Wi-Fi 4的GD32W515兩款產(chǎn)品。以GD32W515為核心配合電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片GD30DR8413，兆易創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了無(wú)刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和Wi-Fi通信三合一的高度集成的硬件方案，使風(fēng)扇可支持通過(guò)按鍵、Wi-Fi以及語(yǔ)音控制，并通過(guò)Wi-Fi直接連到云端。
　　
　　GD32A5車規(guī)產(chǎn)品線是兆易創(chuàng)新發(fā)力的重點(diǎn)之一，該系列采用Cortex®-M33內(nèi)核，主頻達(dá)到100MHz，符合AEC-Q100汽車電子通用測(cè)試規(guī)范。以GD32A503為核心，兆易創(chuàng)新推出汽車空調(diào)壓縮機(jī)的方案，搭載汽車級(jí)IPM功率器件，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能的FOC算法對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的快速平穩(wěn)控制，電機(jī)的帶載轉(zhuǎn)速可達(dá)到8000轉(zhuǎn)以上。陳樹(shù)敏表示，未來(lái)兆易創(chuàng)新還將推出雙Cortex®-M7內(nèi)核的產(chǎn)品。
　　
　　打通開(kāi)發(fā)鏈條最后一公里
　　
　　電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。為了幫助客戶簡(jiǎn)化這一過(guò)程并縮短開(kāi)發(fā)周期，兆易創(chuàng)新提供了全面的硬件和軟件資源。
　　
　　兆易創(chuàng)新的硬件資源主要包括了各種FOC的演示套件，如GD32F303R-FOC演示套件，GD32_LQFP48_FOC 演示套件，以及車規(guī)級(jí)的GD32A503R-FOC 演示套件，還有進(jìn)行方波控制的GD32303R-BLDC 演示套件。
　　
　　在軟件方面，兆易創(chuàng)新還專門(mén)提供了電機(jī)開(kāi)發(fā)的SDK。這個(gè)SDK支持從單電阻、雙電阻到三電阻的多種采樣模式，電機(jī)運(yùn)行模式包括了速度、電流雙閉環(huán)運(yùn)行。陳樹(shù)敏表示，在算法方面，除了支持傳統(tǒng)的有感和無(wú)感定位以外，兆易創(chuàng)新還做了新的優(yōu)化算法，包括高頻注入、MTPA等，能提高整個(gè)電機(jī)的控制效率。
　　
　　經(jīng)過(guò)多年的構(gòu)建，兆易創(chuàng)新的整個(gè)開(kāi)發(fā)生態(tài)已經(jīng)非常完善，從最初的Dev Kits & Documents到最終的Production Programmers，每個(gè)環(huán)節(jié)都有豐富的資源。而且，兆易創(chuàng)新還將這些資源匯聚在一起，便于開(kāi)發(fā)者來(lái)使用，所有的固件、軟件庫(kù)、硬件方案的手冊(cè)。