兆易创新:解锁扫地机器人里的智慧“芯“动力

Release time:2025-03-19
author:AMEYA360
source:兆易创新
reading:855

  近年来,机器人的应用领域和形态发展相当快,从家庭、餐厅、到购物中心、酒店,再到仓储物流、工业装备制造,几乎无处不在。尤其值得关注的,是近年来机器人正逐渐从自动化向智能化、自主化蜕变,具备自我学习能力的智能机器人正在颠覆人类对机器人的传统认知。

  根据《智能机器人行业技术产业发展白皮书(2023版)》,2022年全球智能机器人市场规模超过500亿美元,2024年将超过660亿美元。这其中,随着中国工业数字化转型不断深入,中国智能机器人市场规模预计在2024年将达到251亿美元,CAGR达到20%。工业机器人、服务机器人、特种机器人占全球比例将达到50%、35%和24%。

  智慧服务机器人迎来黄金十年

  早在2017年,中国信息通信研究院、IDC国际数据集团和英特尔就共同发布了《人工智能时代的机器人3.0新生态》白皮书。在书中,机器人的发展历程被划分为机器人1.0、机器人2.0、机器人3.0三个时代,对机器人的描述也从“对外界环境没有感知,只能单纯复现人类的示教动作,在制造业领域替代工人进行机械性的重复体力劳动。”逐步进化为“除了具有感知能力实现智能协作,还具有理解和决策的能力,达到自主的服务”和 “在90%,甚至95%的情况可以自主完成任务”。

  这是一种类似互联网的多级火箭发展模式,第一阶段——关键场景,把握垂直应用,提高场景、任务、能力的匹配,提高机器人在关键应用场景的能力,扩大用户基础;第二阶段——人工增强,通过加入持续学习和场景自适应的能力,延伸服务能力,取代部分人力,逐步实现对人的替代,让机器人的能力满足用户预期;第三阶段——规模化,通过云-边-端融合的机器人系统和架构,让机器人达到数百万千万级水平,从而降低价格成本,实现大规模商用。

  根据中国GB/T 39405 2020标准,目前机器人可分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。其中,服务机器人的应用场景复杂、与人交互密切、市场潜力巨大,对智能化升级最为迫切。数据显示,2023年中国服务机器人市场规模达到约600.16亿元,近五年年均复合增长率达32.41%。而全球机器人市场规模预计将在未来10年内增长近10倍,到2030年全球机器人市场规模将达1600亿至2600亿美元。

  而在众多细分领域中,扫地机器人又是当前应用范围最广、销量最大的服务机器人。

  中商产业研究院发布的《2024-2029年中国扫地机器人行业市场前景预测及未来发展趋势研究报告》显示,2019年至2020年是扫地机器人高速发展的阶段,零售量均超过600万台,此后2年扫地机器人零售量有所下滑。2023年扫地机器人销售回暖,零售量为458万台,同比增长4%。2024年1-4月扫地机器人零售量102万台,同比增长17%。中商产业研究院分析师预测,2024年中国扫地机器人零售量将达525万台。

兆易创新:解锁扫地机器人里的智慧“芯“动力

  因此,近年来,国家也出台了一系列政策文件来支持扫地机器人行业的发展。例如,《关于推动轻工业高质量发展的指导意见》《“机器人+”应用行动实施方案》《“十四五”机器人产业发展规划》《关于促进绿色智能家电消费若干措施的通知》等文件提出促进智能家电消费,推动机器人发展,为扫地机器人行业的发展提供了有力支持。

  兆易创新扫地机器人解决方案

  作为智能生活终端,扫地机器人的核心竞争力依托于所选择的芯片解决方案,同时结合软件算法的协同发挥,最终呈现出产品整体的卓越表现。兆易创新是一家坚持“多元化布局”战略的公司,旗下电机驱动、电源管理、锂电池充电、信号链,以及微控制器(MCU)与闪存(Flash)等芯片产品,已在扫地机器人行业的领军品牌中实现了广泛应用。

兆易创新:解锁扫地机器人里的智慧“芯“动力

  扫地机器人的核心系统主要分为以下六大类,每一部分都融入了兆易创新芯片的身影:

  1.移动系统

  通过有刷电机驱动芯片实现行走轮灵活移动与精准避障转向能力,当遭遇门槛、地毯等障碍物时,自动调整并抬升底盘以顺利跨越,从而在复杂的室内环境中执行全面细致的清扫任务。

  推荐选型:有刷电机驱动芯片GD30DR300x

  GD30DR300x 是一款集成电流检测、故障保护等功能的有刷电机驱动器,支持两路逻辑控制,集成了4个大电流MOSFET组成的双向控制电路,电机速度可通过PWM控制,频率最高可达200KHz,支持宽电压输入范围4.5-45V,最大峰值电流6A,且具备过流保护(OCP), 过热保护(TSD),欠压锁定(UVLO)和防MOSFET直通等安全保护功能。该产品规格几乎适用于目前所有类型的扫地机系统需求,尤其是机器人行走轮电机控制方案需求, 比如前转、后转、堵转检测等功能,还用于避障电机、抬升电机、雷达旋转等。

兆易创新:解锁扫地机器人里的智慧“芯“动力

  2.清洁系统

  电机控制芯片控制边刷与主刷的旋转速度和力度,还有拖地抹布(扫拖一体)的擦拭强度,确保清洁效果既彻底又节能,还可以控制拖地水泵的出水量,确保拖地效果均匀且不留水渍。电机控制芯片与算法紧密结合,实现强吸尘的同时,尽可能降低运行噪音。

  推荐选型:有刷电机驱动芯片GD30DR300x

  主要应用在水泵,电解水模块。

  推荐选型:无刷电机驱动芯片GD30DR8306

  /8413

  该产品系列集成了三个可单独控制的半桥驱动器,宽电压输入范围4.5-30V,其中GD30DR8413集成了功率级,峰值驱动电流高达3A。此外还集成了用于提供高压侧栅极驱动电流的稳压自举电路、集成电源欠压锁定、过温保护、预防MOSFET直通等保护功能,可防止集成电路和系统因发生故障而损坏。主要应用于扫地机器人主刷、边刷、吸尘等无刷电机场景中。

  3.电源管理系统

  包括有锂电池充电、放电控制(MOS控制,电池直供)、AFE、电量计等,卓越的电源管理能够显著提升设备的续航能力。

  推荐选型:锂电池充电芯片GD30BC2501

  扫地机器人是四节锂电池串联使用的典型应用场景,充电管理芯片会在扫地机器人主板上或在充电坞上,负责对锂电池充电曲线进行管理,以实现高效,安全的充电。GD30BC2501可为4/6节锂电池充电,宽输入电压高达32V; 支持预充,恒压和恒电等充电功能,支持最高5A的开关充电。提供过流保护,电池过温欠温保护,过压欠压保护,热关机等安全保护措施;充电效率高达95%。

  推荐选型:DC-DC降压芯片GD30DC1350

  /1500

  该产品常被用于一级降压电路,其最大输入电压28V/40V,输出电流为3A。

  推荐选型:LDO芯片GD30LD2000/2010

  /240x

  该系列LDO Low Iq的特性可以满足扫地机器人在待机状态的低功耗需求。其中,GD30LD2000/2010主要用于二级降压电路,最大输出为300mA和500mA, GD30LD2000轻负载时静态电流为0.8uA,±2% 输出电压精度,<0.1uA关断电流;有热关断保护和限流保护;GD30LD240x是高压低功耗的高性能LDO,输入电压可达36/45V,输出电流范围为250mA~350mA,常用于一级降压电路。

  推荐选型:信号链芯片GD30AP321/358

  /324、GD30AP8631、GD30CP331

  GD30AP321/358/324为通用运放、GD30AP8631为中高速运放和GD30CP331为通用比较器,可实现外部检测电机电流,并将检测结果反馈给MCU芯片。

  4

  感知系统

  为了精准识别环境、规避障碍并高效导航,扫地机器人集成了包括陀螺仪、超声波传感器、DTOF(直接飞行时间)测距传感器、红外线传感器及LDS(激光测距传感器)等多类感知元件。这些高精度传感器的协同工作,依赖于高效的数据处理芯片,以实现环境信息的即时捕捉与精准解析。

  推荐选型:超值型MCU系列芯片GD32E230

  /E235和GD32F3x0

  GD32E230/E235基于Cortex®-M23内核, 主频达到72MHz,配备了16KB到128KB的嵌入式闪存及4KB到16KB的SRAM, 静电防护和抗干扰能力强,具备高可靠性,可应用于加速度传感器、霍尔传感器、超声波传感器等。

  GD32F3x0基于Cortex®-M4内核,通用入门款超高性价比芯片,性能优异,外设丰富,主频高达72/84/108MHz, 配备16至128K Flash,4至16K SRAM,可用于LDS激光测距传感器数据采集,处理和控制决策等;

  GD32E230/E235以及GD32F3x0系列芯片产品保持了完美的软件代码和硬件管脚兼容性,开发者可根据实际系统需求灵活地进行选择切换。

  5.控制系统

  MCU与SoC等主控芯片不仅需承载复杂的算法运算,还需协调各功能模块的无缝对接。结合数据存储支持,主控芯片负责解析感知数据,制定导航清扫策略,并实时调整机器状态,确保清扫任务的高效执行。

  推荐选型:主流型MCU系列芯片GD32F30x和高性能MCU系列芯片GD32E50x

  GD32F30x 基于Cortex-M4内核,通用主流款芯片,主频最高120MHz,搭配128至3072KB Flash, 48-96KB SRAM,集成丰富的互联接口,如UART,SPI,QSPI,I2C,I2S,SDIO, CAN,USB OTG FS,EXMC和Ethernet,可对多个独立模块进行高效且灵活的控制,满足复杂系统开发需求。

  GD32E50x基于Cortex®-M33内核, 主频最高180MHz,搭配128KB到512KB Flash,80KB到128KB SRAM,支持Dual bank读写同步操作,配备硬件三角函数加速器TMU,提高数学运算的处理效率,支持多路高精度PWM信号输出,集成高性能ADC和高速比较器,进一步增强外设连接性(USB OTG HS,CAN FD, SQPI等),具有高抗噪性(ESD 6Kv)。非常适用于数据密集、算法密集、传输密集的高精度工控和消费类应用场景。

  推荐选型:GD25/55系列SPI NOR Flash

  GD25/55系列SPI NOR Flash容量覆盖广,时钟频率支持133MHz及以上,IO接口支持1线/2线/4线/8线,以及支持DTR功能,NOR Flash多与扫地机的语音模块、雷达模块进行搭配。

  推荐选型:GD5F系列SPI NAND Flash

  GD5F系列SPI NAND Flash,容量支持1Gb/2Gb/4Gb,时钟频率133MHz,内置ECC功能,一般搭配SoC方案用于扫地机的导航模块。

  推荐选型:GDQ系列DDR4和GDP DDR3L

  GDQ系列DDR4,容量支持4Gb/8Gb,速率2400/2666/3200Mbps

  GDP系列DDR3L,容量支持2Gb/4Gb,速率1866/2133Mbps

  用作于SoC方案的主存储器。

  6.基站系统

  一般具备自动集尘,自动上下水,抹布清洁,烘干以及抑菌功能,进一步减少家务劳动,解放双手。

  推荐选型:有刷电机驱动芯片GD30DR300x

  主要应用在水泵、烘干,热风除菌等系统。

  推荐选型:超值型MCU系列芯片GD32E2305

  /E23和GD32F3x0

  用作基站系统控制芯片。

  综上所述,兆易创新凭借全方位的技术布局,出色的产品性能,丰富完备的生态系统,及时的支持服务响应,在当前的扫地机器人应用领域已占据了重要的市场地位。展望未来,兆易创新也将继续推陈出新,进一步推动该领域智能化发展进程。


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兆易创新GD32G5系列荣膺2025全球电子成就奖“年度微控制器/接口产品”奖,印证高性能MCU硬核实力
  11月25日,在全球电子成就奖颁奖典礼上,兆易创新(GigaDevice)旗下高性能微控制器GD32G5系列MCU凭借出色的性能和市场表现,荣获“年度微控制器/接口产品”奖,这一殊荣充分印证了兆易创新在高端微控制器领域的技术实力和市场优势地位。  全球电子成就奖(World Electronics Achievement Awards)旨在评选并表彰对推动全球电子产业创新做出杰出贡献的企业和管理者。该奖项以影响力和权威性著称,是电子产业创新领域的标杆性评选,凭借专业性和公信力,已成为衡量企业技术实力与商业价值的重要标尺。  此次获奖的GD32G5系列MCU采用Arm® Cortex®-M33内核,主频高达216MHz,配备高级DSP硬件加速器、单精度浮点单元(FPU)等单元,可显著优化复杂计算任务的执行效率。其完善的安全机制、大容量存储资源、丰富的模拟外设和通用接口,为需要强劲算力、高可靠性及专业硬件加速的市场应用提供了理想的解决方案。  凭借强劲的算力和多种安全机制,GD32G5系列MCU为数字电源、人形机器人、充电桩、储能逆变、伺服驱动及光通信等领域提供了专业而灵活的硬件基础,尤其是电机驱动与电源应用等场景,能够为客户带来高效、稳定且安全的使用体验。同时,其丰富的开发工具与全面生态支持,能显著缩短用户研发周期,为产品快速上市保驾护航。  当前,工业正在向数字化、智能化与互联化转型,驱动其持续变革发展。在本次颁奖典礼中,GD32G5系列MCU荣膺“年度微控制器/接口产品”奖,充分彰显了兆易创新的技术实力。展望未来,兆易创新将持续完善GD32产品生态,携手产业链伙伴深化合作,共同赋能工业应用创新升级。
2025-11-26 10:14 reading:279
驱动未来:兆易创新GD32 MCU应对电机控制多场景挑战
  自2013年推出首颗32位MCU以来,兆易创新历经十余年深耕,出货量稳步攀升,截至今年上半年,累计出货量已突破20亿颗。作为国内通用MCU领域的领军企业,兆易创新的脚步从未停歇,始终在更多元的应用探索中不懈前行,致力于在产品质量上迈向新高度。  在2025电子发烧友电机控制先进技术研讨会上,兆易创新MCU市场部陈树敏围绕电机驱动领域的技术突破与应用实践,以《释放电机潜能:GD32 MCU的高性能驱动之道》为题发表主题演讲,系统分享了兆易创新在该领域的创新成果与前沿布局。  面向多元领域的解决方案矩阵  电机作为各类电子电器设备不可或缺的核心部件,其发展空间很大程度上由以 MCU 为核心的电机控制方案所决定。陈树敏表示,兆易创新针对工业、家电、消费电子及新兴市场等不同领域的差异化需求,量身打造了一系列适配性强、性能优异的电机控制解决方案,全面覆盖多场景下的电机驱动与控制需求。  伺服电机在工业领域应用非常广泛。兆易创新的双伺服电机方案,采用ARM® Cortex®-M4内核的高性能GD32F4作为主控芯片,主频高达240MHz,实现双伺服电机、高集成度低成本控制。这个方案可实现基于14位精度磁编码器定位的FOC磁场定向控制,并采用位置环、速度环、电流环三闭环控制,支持双电阻、三电阻电流采样方式。  EtherCAT®伺服从站解决方案是兆易创新在工业领域推出的一款重要方案。该方案以主频高达600MHz ARM® Cortex®-M7与ESC控制器二合一的GD32H75E为主控芯片,同时满足伺服控制性能和BOM成本的优化。其伺服驱动采用标准CiA 402协议,通过TwinCAT®进行实时控制,提供开箱即用解决方案。该方案内置自有强化算法,可在轮廓位置模式(PP)下采用梯形曲线规划。同时,基于芯片内部的HPDF模块,方案能以低成本实现高精度In-line电流的采样。  在家电领域,兆易创新的方案也显示了优异特性。在二合一空调外机方案中,兆易创新以主频GD32F30x系列为主控芯片,专门针对空调外机双电机和PFC单芯片应用。为保证家电设备的可靠性,其还内置 FLASH/SRAM ECC等功能安全特性。同时,方案中也集成了兆易创新自有的空调外机算法,包括压缩机单周期闭环启动,风机零速闭环启动等。在滚筒洗衣机的方案中,兆易创新采用了主频84MHz的Cortex®-M4内核的GD32F330系列作为主控芯片,内置成熟的矢量控制算法,转速、电流双闭环控制系统,支持弱磁控制、id=0控制等多种矢量控制策略,可实现滑膜观测器无传感器控制。  在洗地机领域,兆易创新推出GD32F5与GD32VW553双芯片一体方案:GD32F5依托丰富片上资源,承担多类电机控制(含无刷电机、有刷电机、舵机、测速轮)与LCD串口屏驱动任务;GD32VW553则专注无线通信控制,不仅支持微信小程序蓝牙配网,还可通过阿里云“云智能”以SoftAP模式完成设备配网,同时能实现电机启停操作演示。  扫地机方案则围绕主机与基站构建完整硬件体系,通过多模块协同满足复杂清扫需求。主机核心板选用GD32F30x/F503作为MCU,搭配DDR3L/DDR4内存、GD5F系列NAND Flash与GD25Q系列NOR Flash,充分满足核心运算与数据存储需求;驱动板与电源板搭配 GD30AP系列运放、GD30LD系列LDO等产品,确保整机稳定运行。惯导模块搭载 GD32E23x系列MCU,激光或ToF模块适配GD32F310、GD32W515、GD32C231等系列芯片;基站以GD32F303/F503为核心,带屏基站配套对应NAND Flash,带水泵基站采用 GD30DR300x系列单通道全桥驱动,同时集成GD32VW553系列Wi-Fi模块实现无线互联。  此外,工具领域中,锂电电钻方案采用Cortex®-M4内核的GD32F310系列作为主控,以精简的外围器件实现优异控制性能,目前已在头部园林工具客户中实现批量生产。  面对民用低空飞行和人形机器人这两大今年行业热点,兆易创新也带来了相应解决方案。在民用飞行器的飞控模块上,采用ARM® Cortex®-M4内核的高性能 GD32F4作为主控芯片,主频高达240MHz,支持Betaflight开源平台,电调模块则采用高性价比的 GD32C2x1/GD32E23x系列(Cortex®-M23 内核),兼容 AM32开源软件及兆易创新自研电调控制固件。  针对人形机器人,兆易创新提供全场景解决方案,在灵巧手部分,可通过 GD32E513/GD32G553实现单MCU多电机控制,或采用集成EtherCAT®的GD32H75E方案完成手部姿态算法、动作协调与通讯互联;雷达控制部分由GD32F303系列辅助FPGA实现感知功能,GD32F470系列为雷达算法提供算力支持;手臂/腿部关节部位则可通过 GD32E513/GD32G553/GD32H7及 GDSCN832构建高性能、小体积、多电机的控制方案。  以技术深耕构建全维度竞争力  除了丰富多元的解决方案,兆易创新在算法与开发支持层面同样表现突出。其核心算法已覆盖BLDC与正弦波两大控制领域,所有MCU型号均支持有传感器与无传感器两种定位方式,同时集成无感启动算法及多种保护算法,为电机控制的稳定性与安全性提供坚实保障。在开发套件方面,兆易创新提供了多种入门级电机评估套件,包括针对工业级、消费级、汽车级的FOC套件及常规BLDC套件,用户可通过官网渠道申请获取。更重要的是,其构建了完整的GD32开发生态体系,从产品开发套件、解决方案到IDE&编译器及开发量产工具,全面覆盖市面上各类主流应用场景,为开发者提供全流程支持。  目前,兆易创新已构建起完善的量产产品矩阵,覆盖从入门级M23内核、主流级M4内核到更高性能的M7内核产品。公司还在各细分领域深耕细作,持续投入资源打磨技术与产品。除电机控制方案外,兆易创新还提供数字电源、IoT 等领域的解决方案,并与合作伙伴携手,共同拓展更细分的控制应用场景,为产业发展提供更全面的支持。
2025-11-21 16:44 reading:346
兆易创新GD32H75E 斩获第二届焉知具身智能机器人年会卓越产品奖
兆易创新推出GD25NX系列xSPI NOR Flash,高性能双电压设计,面向1.2V SoC快速响应需求
  兆易创新(GigaDevice)推出新一代双电压高性能xSPI NOR Flash——GD25NX系列。该系列采用1.8V核心电压与1.2V I/O电压设计,可直接连接1.2V SoC,无需外部电平转换器,显著降低系统功耗并优化BOM成本。作为继GD25NF与GD25NE系列之后的第三代双电压供电产品,GD25NX系列延续了兆易创新在双电压供电领域的技术积累。该产品系列兼具高速数据传输能力与高可靠性,广泛适用于可穿戴设备、数据中心、边缘AI及汽车电子等对稳定性、响应速度、能效比要求严苛的应用场景。  GD25NX系列SPI NOR Flash支持八通道SPI模式,最高时钟频率为STR 200 MHz,DTR 200 MHz,实现高达400MB/s数据吞吐量。该系列的写入时间典型值为0.12ms,扇区擦除时间为27ms,其与常规1.8V八通道Flash相比,写入速度提升30%,擦除速度提升10%。为保障数据可靠性,GD25NX系列集成ECC算法与CRC校验功能,有效增强数据完整性并延长产品使用寿命。同时,该系列支持DQS功能,为高速系统设计提供完整信号保障,满足数据中心和汽车电子等高稳定性应用需求。  依托创新的1.2V I/O接口架构,GD25NX系列在实现卓越性能的同时,也具备出色的低功耗表现。其读取电流在八通道STR 200MHz模式下低至16mA,在八通道DTR 200MHz模式下低至24mA;与常规的1.8V八通道SPI NOR Flash产品相比,GD25NX系列的1.2V I/O接口设计可将读功耗降低50%,在确保高速运行的同时显著提升系统能效,为功耗敏感型应用提供更具竞争力的解决方案。  “GD25NX系列的诞生开创了低电压与高性能兼具的SPI NOR Flash新格局”兆易创新副总裁、存储事业部总经理苏如伟表示,“其设计紧贴主流SoC对低电压接口的需求,为客户带来了更高的集成度与更低的BOM成本。未来,兆易创新将持续拓展双电压供电产品线,覆盖更丰富的容量与封装规格,助力客户打造更加高效、可靠的低功耗存储解决方案。”  兆易创新GD25NX系列提供64Mb和128Mb两种容量选择,灵活满足不同应用对存储空间的差异化需求。该系列支持TFBGA24 8x6mm (5x5 ball array)以及WLCSP (4x6 ball array)封装形式。目前,128Mb的GD25NX128J产品已开放样片供客户评估,64Mb容量的GD25NX64J样片也在同步准备中。如需获取详细技术资料或报价信息,欢迎联系AMEYA360客服。
2025-11-18 10:35 reading:313
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