AI技术下沉，电机控制打开新格局

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）人工智能时代，MCU也在发生着显著的变化，不仅是提供更高的主频和更强大的内核，还通过集成专门的AI加速单元（比如NPU）来增强算法处理能力，实现性能的飞跃。

 
当AI和MCU相遇，作为MCU典型应用场景之一的电机控制也在发生着改变，能够支持更强大的电机检测功能，提升电机系统的稳定性和可靠性。目前，厂商们也在灵活使用AI，不断增强用于电机控制的MCU的产品力。
 

国芯科技用于电机控制的AI MCU

近日，国芯科技发布公告称，该公司研发的基于RISC-V架构的边缘侧AIMCU新产品“CCR4001S”于近日在公司内部测试中获得成功。
 
据介绍，CCR4001S基于国芯科技自主RISC-V架构C*CoreCPU内核，采用MCU+AI的方式可以更好地满足用户广泛的边缘侧AI应用需求。同时，CCR4001S按照工业等级进行设计和生产，具备高可靠性，可应用于工业电机控制和能耗优化、AI传感器、产品缺陷检测、分拣机器人、火灾报警器和预测性维护等有高可靠性需求的工业应用场景及消费电子等领域。
 
目前，国芯科技的“MCU+”战略推进捷报频传，除了CCR4001S，该公司还于前不久宣布汽车电子集成化门区驱动控制芯片产品“CCL1100B”内部测试获得成功。这款芯片集成多达6路直流电机驱动，其中5路内置功率管，用于后视镜调节、折叠及门锁驱动等功能，极大降低了客户端应用成本，另外1路是内置预驱的H桥马达控制模块，用于升降窗功能。国芯科技表示，CCL1100B实现对国外产品如意法半导体L99DZX00系列相应产品的替代。
 

瑞萨电子推动电机控制和AI融合

今年初，瑞萨电子发布了基于Arm Cortex-M85处理器的RA8T1微控制器，具备6.39 CoreMark/MHz的突破性性能，并采用高性能Arm Cortex-M85处理器和Arm的Helium技术，能够在数字信号处理器（DSP）和机器学习（ML）方面获得相比Cortex-M7内核高4倍的性能提升。
 
RA8T1微控制器专门针对电机应用进行了优化。首先，RA8T1微控制器提供先进的PWM定时功能，如三相互补输出、0%和100%占空比输出功能、双缓冲比较匹配寄存器，和五种相位计数模式。提供多种通信功能，包括SCI、SPI、I2C/I3C、CAN/CAN-FD、以太网和USB-FS。
 
其次，RA8T1 MCU带来前所未有的CPU动力以及Helium技术的产品组合，使用户能够在不需要额外硬件的情况下，更加灵活地实现智能（AI/ML）解决方案。Helium技术是Arm Cortex-M内核的矢量扩展技术，为MCU内核带来增强机器学习 (ML) 和数字信号处理 (DSP) 能力，支持8位、16位、32位固定点数据。目前具备Helium技术的处理器包括Cortex-M55和Cortex-M85。
 
另外，瑞萨电子也在增强电机控制软件方面的能力，最具代表性的是Reality AI和RealityCheck MOTOR工具。其中，Reality AI平台可以使用强大的云计算能力生成用于嵌入式传感器的机器学习代码；RealityCheck MOTOR工具作为专门应用于电机控制的AI工具，可以实现预测性维护、异常检测和控制反馈。
 

加入NPU的恩智浦MCX微控制器

MCX工业和物联网MCU是恩智浦推出的高性能、低功耗微控制器系列，配备智能外设和加速器，适用于安全、智能的电机控制和机器学习应用。
 
全新MCX N系列微控制器搭载Arm Cortex-M33 CPU，配备智能外设和加速器、通信和信号处理功能，可扩展性强，易于开发。MCX N的低功耗高速缓存提高了系统性能，双闪存和完整的ECC RAM则支持系统安全，提供了额外的保护。
 
另外，部分MCX N系列微控制器包含NXP面向机器学习应用的eIQ Neutron神经处理单元 (NPU)，可以更加高效地运营智能电机控制算法。
 

结语

将AI的能力加入电机控制算法和硬件里，已经成为行业发展的大趋势。当然，针对不同的应用有不同的解决方案，有时候可以依靠增强的内核性能运行AI控制算法，有时候可以借助软件工具加入AI控制算法，当然借助DSP和NPU等AI加速单元会取得更加优异的效果。