洞察国产机器人主控芯片的高性能内核有助于工业机器人合作升级

五连环画

在国产替代浪潮中，国产机器人主控芯片以较低的价格和不逊色的性能逐渐赢得国内机器人厂商的青睐。本期我们继续关注国产厂商，看看国产机器人A5358CA主控芯片替代浪潮中还有哪些系列需要看。随着下游市场消费电子、汽车电子、工业电子等多个行业的高速发展以及新能源汽车、物联网、新能源等新兴领域的兴起，我国电子元器件及电子专用材料制造的需求迅速扩大。

航顺HK32


航顺的产品组以ARMC-M0M3M4为主，以M0M3为主流经济型产品居多。HK32F39A系列配合协处理器在工业机器人应用中仍然很有用。


HK32F39A系列采用高性能ARMC-M3内核，主频比较高为120MH。然而，该系列远远超过M3内核的性能。HK32F39A系列内置了航顺自主研发的协处理器，可以现ARMC-M4内核支持的大部分算术指令，包括32位单精度浮点操作，因此不妨将其视为M4内核的主控芯片。据悉，与一些知M4系列芯片相比，在同一软件、同一主频下，同一系列CM测试跑分可以跑得很高。


大存储插件是本系列的另一个主要特点，527KBF97KBSRAM和512BVBAT备份SRAM容量不小，也可以通过FSMC模块插件比较多1GB容量的外部静态存储器，这些插件的大存储或安全加密。核心很强，存储空间似乎不够，为了适应工业机器人的应用，丰富的外部配置不能少。


HK32F39A系列配备3个12位ADC，2个12位DAC，1个温度传感器等。针对电机控制和机器人应用，还内置了2个高级16位定时器，共8路PWM输出，其中6路带死区互补，另外2个高级定时器与内置4路电压比较器相连，可大大节省电机中板级电压比较器及相关电路。


CONKF32


论是化感FOC，还是为低主频芯片添加计算硬件加速单元，CON的产品组都在电机控制上下了很大功夫。精通控制的CON产品系列在应对机器人主控方面一直表现良好。


C32位混合指令集的单独IP内核系列可应用于工业机器人，从48MH到120MH。主频比较高的KF32L530有基于1632位混合指令的高效指令集，512KBFLASH和128KBRAM(支持RUNRAM)由ECC验证。


强大的核心可以支持在没有任何硬件算法加速的情况下现感FOC大于24万RPM的电转速。同时，KF32L530可以配置DSP核、协处理器和FPU核，将计算能力推向极点。KF32L530在解决计算能力要求后，还在PWM配置上给出了比较多2组ECCP方案，16PWM比较高分辨率83(@120MH)。比较多2个单独ECCP模块，每个42通道，支持单独互补输出，有3+1个单独死区补偿。KF32L530还可以配置比较多3个单独的ADC，在丰富的ADC触发采样功能的基础上，再提供2个单独的ADC触发采样时间寄存器。


KF32L530除了精心打磨控制外，还提供了大量的通信接口，包括CANLINSPII2CUSART和EXIC，因此不必担心应用于复杂的工业通信场景。


极海半导体APM32F产品参数、文档资料和货源信息" ="_">APM32F


APM32工业芯片的高ESD等级和高温覆盖范围一直是其专业，8KV的抗干扰能力可以大大提高电机系统的静电保护能力。


APM32应用于机器人关节伺服系统比较多的是APM32F407系列。APM32F407系列基于ARMC-M4内核，可支持单精度FPU和增强DSP处理指令。主频比较高168MH，1MBFLASH和192SRAM，也支持外部存储器扩展。


APM32F407系列微控制器现了一个特殊的机制，即通过配置BOOT[1:0]引脚现种不同的启动模式。系统不仅可以从F存储器或系统存储器启动，还可以从内置SRAM启动。选择作为启动区域的存储器由选择的启动模式决定。


基于APM32F407系列给出的机器人伺服方案可以集成电机、驱动器和减速器，使功率密度高于分立式；APM32F407系列不仅具有DSP和FPU的高性能处理能力，还提供支持SDRAM等多种外部接口，覆盖工业机器人丰富的外部设备；为了更准确地控制位置，磁性编码器取代光电编码器现位置反馈；比较后一点是利用CAN总线现电机控制指令传输，兼顾稳定性和高效率。


小结


在小型工业机器人中，如果主控芯片只需要完成关节控制，不涉及复杂的高计算能力应用，机器人制造商选择ARMC-M0内核作为主控芯片来稀释成本就足够了。然而，随着工业机器人的发展，更复杂的感知侧执行侧要求主控芯片的性能越来越高，各半导体制造商也推出了M4M7内核机器人芯片，以适应机器人的智能发展。