电机控制新风尚：异构、安全和化繁为简

2021年11月17日，全球知名电子科技媒体<电子发烧友>主办的2021秋季电机控制技术研讨会成功在深圳举办。本次大会上，来自航顺芯片、国民技术、Microchip、是德科技、中微半导体、意法半导体等知名企业的领导与专家发表了精彩的分享。
 
电子发烧友总经理张迎辉在开幕致辞时表示，本次会议，如过去三年一样，邀请到了国内外先进的原厂与测试测量厂商的技术专家到现场分享。正是因为有各位原厂大咖们的无私分享和现场方案展示，才会有BLDC市场今天的分外繁荣。

电子发烧友总经理 张迎辉
 
他说道：“市场还有新的机会给厂商么？工程师学了BLDC的新技术，还能否不断开发出创新的产品？这些问题都收获了肯定的答复，我也对此更有信心。无论是电机应用的市场开发潜力，还是技术开发的上升空间，BLDC都有着无限的未来机会。优秀的控制芯片与方案不断涌现，也意味着有更激烈的竞争，也给厂商提供了更优秀的方案选择。”
 
航顺芯片陈水平：航顺HK32MCU在BLDC中的应用
 
2020年全球MCU市场产值达到230多亿美元，预计今年产值将突破260亿美元，仍维持着逐年暴增的趋势。然而目前中国MCU市场仍主要被国外厂商占据，前八大国外MCU厂商占比高达84.08%。国内MCU厂家的市场占有率较低，航顺芯片产品经理陈水平表示，从进口替代角度来看，国内MCU芯片设计企业仍具备较大的市场提升空间。

航顺芯片产品经理 陈水平
 
航顺芯片的HK32MCU已经量产数模混合8寸130mm至12至12寸40nm七种工艺平台，涵盖Arm Cortex-M0、M0+、M3、M4及RISC-V多种内核，车规级芯片也在推进AEC-Q100的认证。在力求兼容替代欧美主流MCU的同时，航顺芯片坚持国产自主化，并做出自己的创新和优势。
 
以将在年底量产的高性能型AIoT MCPU HK32U1xx9为例，航顺选用了Arm Cortex-M3+RISC-V的大小核异构方案，Cortex-M3负责运算，N203的RISC-V核心负责简单的通信与控制。航顺芯片自研了IPC双核通信协议，高效实现了两核心之间的数据交互，同时做到100%向下兼容Cortex-M3内核的HK32F103(A)产品。
 
航顺芯片已经规划了未来五年在高、中、低端电机市场的的专用型MCU/MCPU产品路线，借助算法加速器和预驱动电路等创新，持续推出面向电动工具、电动自行车、高端无人机和机械臂等应用的专有设计。
 
国民技术舒晓华：基于N32系列通用安全MCU的电控解决方案
 
作为国际一流的MCU供应商，国民技术经过多年的钻研，发展出了SoC技术平台、安全技术平台和射频技术平台三大技术平台，并基于这三大平台推出了网络安全、通用MCU、可信计算、无线射频等主要产品及业务。国民技术解决方案经理舒晓华在会上分享了在电机控制MCU的产品布局，以ARM Cortex-M系列32位处理器作为内核，全面覆盖高性能、高性价比和低成本的电机应用。

国民技术解决方案经理 舒晓华
 
国民技术电机控制MCU内置硬件密码算法加速引擎和安全单元，形成了高集成度、高性能、低功耗等特色的安全芯片产品和通用安全MCU，支持Flash加密、ECC校验和通信算法加密等安全特性。
 
在无速度传感器矢量控制系统中，电机的高性能运行需要获取精确的电机本体参数，但电机参数会随着电机负载以及温度改变而变化，严重时会导致电机系统故障，因此电机参数辨识具有重要的意义，国民技术为此推出了业内领先的电机参数自动识别技术。只需输入参考电压和参考速度就能得到Rs、Ls、磁链和极对数等参数，且该技术采用纯软件的方式，无需增加硬件成本。
 
以国民技术基于N32G455xx MCU的空调压缩机解决方案为例，只需单颗MCU，就能实现压缩机FOC、风机FOC和高频PFC控制。压缩机实现在10Hz至120Hz下运行，风机采用双电阻FOC，降低了启动与运行噪音。Flash存储加密有效保护了用户的固件安全，并集成了硬件密码算法引擎，防止对设备进行篡改。
 
Microchip宋伟：化繁为简的电机控制方案
 
Microchip主任应用工程师宋伟在会上分享了《化繁为简——Microchip让您轻松实现电机控制方案》的主题演讲。Microchip针对电机控制领域，提供了丰富的单片机和多种解决方案来满足客户应用需求，包含8位的PIC/AVR MCU、16位的dsPIC DSC和32位的SAM MCU，让工程师实现从简单有刷电机到复杂高精度无传感器电机的控制。

Microchip主任应用工程师 宋伟
 
8位MCU其实已经足够满足一般的电机控制需求，寻常所需的外设基本应有尽有都有，但它的算力同样有限，无法完成复杂的工作流。其次外设数量一多的话，CPU上的负载特别严重。为了解决这一挑战，Microchip推出独立于内核的外设（CIP）来给CPU减负。
 
借助Microchip提供的图形化插件，软件工程师无需额外的工作量，就可以给外设创建了自我维持的功能，从而降低了CPU的负载，CPU可以自由运行其他工作流或是只起到监督系统的作用。不仅如此，CIP采用了硬件层面上的连接，响应迅速，不存在任何与软件相关的延迟。在CIP强劲的I/O驱动能力下，也提升了电机控制的稳健性。CIP还减小了晶体管泄露，进一步降低了功耗。
 
Microchip的16位的高性能dsPIC DSC支持固定转矩的变速和无传感器磁场定向控制，做到高效控制BLDC、PMSM、步进电机和双电机等电机配置，留出的CPU带宽可以分配给其他应用和Fusa代码。双核的dsPIC DSC不仅优化了实时响应，也可以轻松集成多团队软件，每个核心分配团队独立开发。为了进一步简化开发，Microchip还提供了开源的图形工具链，无需Matlab Simulink也可以完成模拟和验证的过程。