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
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  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。

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  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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兆易创新与南瑞继保达成战略合作,筑牢电力芯片供应链安全底座
  10月9日,兆易创新(GigaDevice)与南京南瑞继保电气有限公司(以下简称“南瑞继保”)达成战略合作伙伴关系。此举旨在充分聚合双方优势,将兆易创新在国产MCU、存储及模拟器件领域的产品技术经验,与南瑞继保在电力保护控制、工业过程控制、智能电力装备等领域的深厚积累进行优势协同,助力南瑞继保打造安全、稳定、自主的国产供应链体系,加速电力行业创新方案的落地,推动电力安全性与智能化水平持续提升。  南瑞继保总经理、党委副书记李九虎,副总经理、党委委员文继锋,研究院保护控制平台研究所所长李响,以及兆易创新CEO胡洪,副总裁、PMU事业部总经理陈永波,中国销售部总经理王海洋等人出席了本次签约仪式。  南瑞继保在大电网保护控制、柔性输电保持行业领先,行业方向从电网电厂向新能源电力系统、矿业能源、源网荷储、制氢氨醇、钢煤石化、轨道民航、零碳园区等领域成功拓展。南瑞继保坚持“解决问题就是创新”的文化理念,持续推进科研与产业深度融合。开创性提出并建立以“工频变化量”等原理为核心的快速继电保护和稳定控制理论体系,解决继电保护历史性、世界性难题。提出并构建了电力系统“三道防线”,极大提高了我国电网安全稳定运行水平。打破国外直流控制保护技术垄断,成功研制特高压直流输电、柔性交直流输电成套装备等多项国之重器,引领行业技术发展方向。率先提出“打造理想同步电源”的构网理念,完成构网型技术开发和装备研制,实现多场景全面应用,彻底解决了新能源大规模消纳的本质问题,助力“双碳”目标实现。  作为国内领先的半导体厂商,兆易创新凭借多元化的产品布局与严苛的品质管控,为南瑞继保打造高效稳定的国产供应链提供了有力支撑。其覆盖MCU、存储、模拟的全面产品线,能够提供一站式芯片解决方案,有助于提升南瑞继保供应链的协同效率与整体安全。特别是在继电保护装置等核心领域,兆易创新GD32 MCU高性能产品展现出独特优势:SRAM/Flash全区支持ECC校验,为复杂电力环境下的长时间不间断运行保驾护航;其对系统级IEC 61508 SC3 (SIL2/SIL3) 功能安全标准的支持,可进一步保障电力应用的可靠性和安全性。同时,兆易创新存储产品容量齐全、可靠性高,覆盖工规、车规不同等级,可充分满足不同电力应用需求;加之种类丰富的模拟产品矩阵,能进一步提升整体方案的完整性与灵活性。  在签约仪式上,南瑞继保总经理、党委副书记李九虎表示:“兆易创新在芯片器件领域具备卓越的技术实力和品质保障,这与南瑞继保在智能电力装备方面的研发优势高度契合。此次与兆易创新的战略合作,将有助于加速我们关键元器件的国产化进程,提升产品在电力行业的综合竞争力。我们期待通过双方的紧密协作,为电力行业的数字化、智能化转型提供更安全、更高效的解决方案。”  兆易创新CEO胡洪表示:“南瑞继保在电力系统保护与控制领域拥有深厚的技术和市场积淀,其产品在电力系统中发挥着关键作用。与南瑞继保的战略合作,是兆易创新推动国产芯片在电力行业深度应用的重要机遇。我们将依托多元产品矩阵,为南瑞继保提供稳定可靠的供应支持,为能源安全和智能电力装备的发展贡献力量。”  随着新能源与智能电力的快速发展,兆易创新与南瑞继保的合作将有力推动电力行业的数字化、智能化升级。此次战略合作不仅是双方在技术、产品和市场等多方面的深度融合,也是双方在推动行业创新与能源行业可持续发展的道路上迈出的坚实的一步。
2025-10-10 15:12 reading:217
兆易创新:清洁电器开卷,智能MCU是关键变量
  清洁电器市场正处于技术迭代与产品创新双轮驱动的关键阶段,智能化升级、功能集成化及成本优化需求交织,推动行业竞争格局加速重构。在此背景下,如何精准匹配不同清洁电器品类的技术特性,选择兼具算力支撑、功能适配性与成本优势的控制方案,成为厂商提升产品竞争力的核心课题。  在第八届电动工具控制与充电技术研讨会暨清洁电器技术创新论坛上,兆易创新MCU事业部产品市场经理梁峰带来了针对性分享。作为深耕清洁电器芯片应用领域的从业者,梁峰结合行业趋势、兆易创新全系列产品实践及客户合作案例,从技术适配、成本平衡、场景落地等维度,为清洁电器企业选择合适控制方案提供了专业视角与实践参考。  控制方案成行业破局点  清洁电器行业历经二十余年发展,技术竞争日趋白热化。梁峰指出,主流厂商的产品矩阵已从扫地机、洗地机、吸尘器、窗宝等核心品类,逐步延伸至庭院机器人、泳池机器人、割草机等细分领域,行业渗透率持续攀升。  从核心产品来看,扫地机在智能化与科技感体验上不断升级,建图、避障、自动清扫、机械臂操控、远程控制等功能更趋成熟;洗地机则实现从“能用”到“好用”的跨越,在硬质地面清洁、干湿混合垃圾处理及清洁力度上优势显著。这对主控芯片MCU提出更高要求:一方面需持续提升算力以适配智能化需求,另一方面因扫地机解决方案正从“主控+地刷+无线模组分离式”向一体化迭代,还需MCU具备大封装、多IO口、多串口等丰富片上资源。  GD32 MCU 产品聚焦清洁电器  作为全球十大32位通用MCU厂商,兆易创新针对清洁电器行业需求构建了丰富的产品矩阵。按内核算力划分,其产品覆盖M4至M33内核,主频约150MHz。考虑到三角激光、dToF、线激光雷达等在清洁产品中应用广泛且成本要求苛刻,兆易创新在入门级低成本产品上实现突破,旗下GD32E235系列、GD32F31x系列、GD32W515系列均已在此领域落地成熟应用。此外,针对智能化产品对无线功能的核心需求,兆易创新也同步提供了相应产品。  核心产品覆盖全场景需求  基于GD32VW553的模组  兆易创新有几款产品已经在行业中得到了广泛的应用。其中,GD32VW553双模无线MCU支持Wi-Fi 6与BLE 5.2,具备丰富IO资源,可完美适配洗地机应用。该芯片采用RISC-V内核,主频达160MHz,最高支持4MB Flash与320KB SRAM,还集成CAU、HAU、TRNG、CRC、ECC、EFUSE等安全模块,保障数据安全。兆易创新同步推出了基于此芯片的四款模组,定位“极致成本Wi-Fi 6模组”,进一步降低客户应用门槛。  GD32W515 MCU  另一款重要产品是GD32W515 MCU,该系列采用Cortex®-M33内核,主频高达180MHz,拥有大存储容量,最高支持2MB Flash与448KB SRAM,且采用QFN36、QFN56小封装设计,适配空间受限场景。  梁峰表示,为响应市场对成本的敏感需求,兆易创新从GD32系列中遴选产品组成超值产品线,在适度平衡算力与资源的同时实现优化成本的目的。以GD32C231为例,其采用ARM® Cortex®-M23内核,支持1.8V-5.5V宽供电电压,深度睡眠电流低于5μA;针对工业场景安全性要求,存储单元集成ECC与CRC校验功能,为入门级产品提供关键安全保障。目前该产品在清洁电器领域,适用于小单电机控制、低成本电池管理及小传感器节点型MCU控制等场景。  三大方案直击清洁电器痛点  本次大会,兆易创新带来了多款基于GD32系列芯片的清洁电器产品方案。  GD32F5+GD32VW553 洗地机一体方案  首款是GD32F5+GD32VW553洗地机一体方案:其中,GD32F5凭借丰富资源,负责多类电机控制(含无刷电机、有刷电机、舵机、测速轮)及LCD串口屏驱动;GD32VW553 则承担无线通信控制功能,支持微信小程序蓝牙配网,也可通过阿里云“云智能”以SoftAP模式完成配网,还能演示电机启停操作。  基于GD32 MCU 避障线激光方案(欢创)  第二款是与合作伙伴欢创联合开发的避障线激光方案,以GD32W515芯片为核心,可同时兼容CMOS与激光传感器。该方案能以固定每秒帧数的扫描速率,在115°视场角内实现毫米级激光测距扫描,并生成空间平面点云信息,为清洁设备避障提供精准数据支持。  基于GD32E503和GD30BM2016的一站式清洁电器解决方案  第三款为一站式清洁电器解决方案,由GD32E503 MCU与GD30BM2016 BMS AFE芯片构建完整硬件架构。其中,GD30BM2016 BMS AFE芯片功能强大,支持3-16串电池电压检测;16bit ADC电压检测精度达±5mV;内置1个温度传感器且可外接9个NTC电阻测温;最大支持8串同时均衡,最大均衡电流80mA;支持COV,CUV,SCD等多种保护;集成高性能的高边驱动,支持并口和串口充放电模式。整套方案支持三元锂与磷酸铁锂电池的SOC/SOH算法,具备电压、电流、温度等参数的实时监测、报警及保护功能,拥有多种通信接口以实现与BMU的交互控制,还能依据均衡管理策略对电芯进行均衡管理,提升电芯一致性并延长使用寿命。该方案可用于扫地机、洗地机、吸尘器、移动户储中。  梁峰指出,清洁电器领域是兆易创新核心战略应用板块之一,不仅在公司整体业务布局中占据重要地位,更持续为业绩增长提供关键支撑。依托多年技术积累与产品迭代,兆易创新已构建覆盖清洁电器不同细分场景、不同算力需求的全系列产品矩阵。更重要的是,兆易创新始终以严苛标准把控产品质量,芯片在稳定性、安全性及兼容性上的优异表现,已获得行业客户的广泛认可,形成了良好的市场口碑与客户粘性。未来,兆易创新将继续聚焦清洁电器行业的智能化、集成化发展趋势,深化技术研发与产品创新,持续推出更贴合场景需求、更具成本优势的芯片及解决方案。
2025-09-30 15:04 reading:326
双芯闪耀兆易创新GDSCN832和GD32H75E激发EtherCAT®更强威力
  在工业自动化领域不断追求高效、智能和互联的背景下,兆易创新凭借其一系列先进芯片解决方案树立了新的行业标杆。为了加速EtherCAT®技术的应用与发展,兆易创新推出的两款芯片——GDSCN832系列EtherCAT®从站控制器产品以及GD32H75E系列超高性能工业互联MCU产品,集成了先进的控制算法与硬件技术,显著提升了系统的实时性、灵活性与成本效益,尤其适用于对高精度同步和多轴协调要求严苛的机器人领域。借助其高带宽、低延迟的通信特性,可广泛服务于工业机器人、协作机器人及自动化产线中的运动控制系统,为机器人智能化与柔性制造提供强有力的底层支撑。  依托这些产品,兆易创新将进一步推动工业自动化与机器人技术的深度融合,为开发者带来更丰富、高效的解决方案,驱动工业控制系统的创新与升级。  EtherCAT®技术需要怎样的MCU来适配  诞生于2003年的EtherCAT®(Ethernet for Control Automation Technology)是一种专为工业自动化设计的高性能以太网通信协议。它通过提供高速、稳定的数据传输,满足了伺服控制系统对精确同步和快速响应的需求。EtherCAT®支持微秒级的分布式时钟同步,确保多轴协调运动控制的高精度,同时其简单的网络拓扑结构和灵活配置简化了安装与维护,并减少了CPU负载,使更多资源可以用于复杂的控制算法。  此外,EtherCAT®拥有广泛的设备兼容性和强大的生态系统,众多制造商提供符合标准的产品,如伺服驱动器、I/O模块等,确保互操作性的同时,允许用户根据需求选择最合适的硬件组合。  在工业机器人领域,EtherCAT®的应用尤为突出。其微秒级的响应速度和纳秒级的同步精度对于六轴机械臂等需要多轴协同的设备至关重要。据公开资料显示,库卡、发那科等主流机器人厂商广泛采用EtherCAT®作为控制总线,以实现焊接、搬运、喷涂等复杂作业。目前热门的人形机器人需要控制大量关节并集成多种传感器,EtherCAT®的高带宽和多从站管理能力为此提供了支持。其分布式时钟机制能实现各关节的亚微秒级同步,确保动作流畅自然。  对于支持EtherCAT®协议的伺服系统而言,选择合适的MCU作为控制核心至关重要。这种MCU首先需要拥有强大的处理能力,如采用高性能的CPU核心如ARM® Cortex®-M7系列,来管理实时通信和执行复杂的伺服控制算法。此外,该MCU应配备充足的RAM用于数据缓存和程序运行,以及非易失性存储器保存固件和设置。为了实现精确的位置、速度和扭矩控制,高分辨率的定时器/计数器是必不可少的,并且需要有ADC来采样反馈信号。同时,MCU还需支持多种外围接口以便连接传感器和其他组件,并可能需要RTOS的支持来确保系统的稳定性和响应速度。如果应用涉及安全要求,MCU还应该提供故障检测、冗余路径和支持安全协议等特性。  最为重要的是,MCU应该集成或支持外部的EtherCAT®IP,以简化设计并提高性能。ESC的主要功能是在EtherCAT®主站和从站之间的通信过程中处理以太网帧,并将数据映射到本地寄存器或存储器中,从而支持实时、高效的数据交换。集成ESC功能的MCU不仅减少了对外部组件的需求,还优化了数据路径,进一步增强了系统的响应速度和稳定性。  根据上述标准衡量,兆易创新获得德国倍福公司(Beckhoff)正式授权并推出的EtherCAT®从站控制器GDSCN832系列,以及超高性能工业互联MCU产品GD32H75E系列,无疑是当代伺服系统控制核心的理想选择。  超强配置和高安全性保障  这两款芯片在ESC功能方面表现优异,同时其配置也超越了当前市场上的主流产品。EtherCAT®从站控制芯片GDSCN832集成2个内部PHY和1个MII扩展接口,内置双通道集成Ethernet物理层设备,每个通道均提供全双工100BASE-TX收发器,支持100Mbps运行。该系列支持8个现场总线存储器管理单元(FMMU),提高了数据处理性能和安全性,有效减少内存访问延迟,进一步提升系统响应速度和实时性,为用户提供数据映射的高度灵活性。还支持8个同步管理器(Sync Manager Entities),实现内存的高效管理。  该产品拥有高达8KB的双端口内存空间,为复杂控制系统提供了坚实的大数据处理基础。内置64位分布式时钟,确保主机总线接口通过高速同步及异步从接口实现高精度的时间同步功能,其时间精度优于1µs。此外,该系列产品支持8位和16位串行/并行通信接口,并兼容SPI、QSPI以及OSPI从机接口,通信速率可高达100MHz。它还支持EXMC同步模式,这种丰富的接口选项为用户提供了更为灵活多样的配置方案,以满足不同应用场景的需求。  GD32H75E系列采用高性能ARM® Cortex®-M7内核,拥有高达600MHz的超高主频,在RAM ECC功能常开的情况下仍能维持这一卓越性能。该系列产品支持最高达512KB的TCM,显著提升了实时处理能力。其片上配备了1MB SRAM,其中包含512KB TCM和512KB共享SRAM两部分,并且拥有1024KB到3840KB的片上FLASH,为数据密集型应用提供了充足的内存空间。  GD32H75E集成了EtherCAT®IP,使其内置ESC子系统以及一系列高性能外设资源,如3x CAN-FD、2x USB、高性能数字滤波器HPDF、EDOUT、14bit ADC、12bit DAC、比较器等。它将强大的MCU算力、ESC、PHY、大容量内存、安全特性与多样化的外设集成于一体,有效缩小PCB尺寸,降低成本,并减少功耗。这种高度集成的设计对紧凑型伺服控制器和机器人应用尤为有利。  在工业应用中,安全性是至关重要的考量因素,涵盖功能安全和信息安全两个方面。兆易创新的GD32H7系列已通过德国莱茵TÜV认证,获得IEC 61508功能安全证书,提供全面的功能安全交付包,包括硬件、软件及文档等所有安全要素。该系列产品配备了内存ECC校验、看门狗定时器、供电电压监控、内部温度传感器和内存保护单元等功能。此外,针对CPU、SRAM和Flash,该系列提供了完整的自测库(STL)软件诊断解决方案,以检测潜在的硬件故障,保障系统的可靠性与安全性。  在信息安全方面,产品设计需在保障安全与避免过度防护之间取得平衡,确保关键安全功能的有效实现,同时防止因投资于不必要的高级安全措施而增加成本和降低易用性。GD32H75E集成了代码保护、安全启动、安全调试、真随机数生成器(TRNG)、eFuse、硬件加密引擎及安全生命周期管理等功能,旨在提供“契合应用”的安全特性,保持高性价比的同时确保产品的安全性。  通过同步推出GDSCN832系列和GD32H75E系列,兆易创新不仅提供了独立的EtherCAT®接口芯片解决方案,还推出了集成EtherCAT® IP的高性能MCU。相比仅提供单一EtherCAT®接口芯片,这一策略为客户带来了更多选择,显著提升了设计灵活性。  打造更强的伺服电机驱动  兆易创新以GD32H75E系列为核心打造了伺服电机驱动应用方案,采用标准CIA402协议,通过TwinCAT进行实时控制,可广泛适用于机器人、数控车床、自动化生产线、机械臂等应用领域。  控制方面  这个方案具备了多种强大特性。在控制方面,其支持轮廓位置模式(PP),30种原点回归模式(HM)和循环同步位置模式(CSP)。具体而言,在轮廓位置模式(PP)下,采用定点梯形曲线规划,整个规划过程静止无误差;特别是在高速运动时也能保持平稳和精确;结合原点开关和限位开关,实现30种回零模式,这种多样性使得用户可以根据具体应用场景选择最合适的回零策略,从而提高系统的适应性和精度。同时,该方案还通过内置速度观测器实时进行速度观测,即使在负载变化的情况下也能保持速度的平滑性和快速响应,提高了系统的动态性能和稳定性。  信号采样方面  在信号采样方面,该方案结合Σ-Δ调制器和HPDF模块实现In-line电流采样。Σ-Δ调制器是一种用于信号处理的技术,它可以改善电流采样的分辨率和准确性。而高性能数字滤波器(HPDF)模块则进一步优化了信号质量。两者结合实现了对电机驱动电流的在线、高精度测量,这有助于更准确地控制电机,减少电磁干扰,并提升整体效率。  总体而言,该方案融合了先进的控制算法与技术,并通过精心设计的功能提升了整体性能,增强了系统稳定性,确保系统在复杂工业环境中保持卓越表现。
2025-09-25 10:48 reading:365
兆易创新GD32H7系列MCU荣获2025中国国际工业博览会集成电路创新成果奖
  9月23日,在第三届上海集成电路产业发展国际高峰论坛上,兆易创新(GigaDevice)旗下GD32H7系列MCU凭借卓越的技术创新性与在高端应用市场中的杰出表现,荣获“集成电路创新成果奖-设计与EDA/IP类”奖项。该奖项由上海市集成电路行业协会、中国国际工业博览会评奖部共同组织评选,旨在推选一批技术领先、市场应用成果丰硕的集成电路产品,加快中国集成电路产业国产化进程。  本次获奖的GD32H7是兆易创新面向高性能领域推出的微控制器产品系列,涵盖GD32H75E、GD32H759、GD32H757、GD32H737等多款型号。其中,GD32H75E在GD32H7系列基础上集成正版授权的EtherCAT® IP,内置2颗百兆以太网PHY,支持μs级多轴同步,具备出色的实时通信与高精度控制能力,能够满足人形机器人对MCU的严苛需求。  高性能架构  加速人形机器人产业化落地  兆易创新GD32H7系列MCU采用基于Armv7E-M架构的600MHz Arm® Cortex®-M7高性能内核,内置高级DSP硬件加速器和双精度浮点单元(FPU),以及硬件三角函数加速器(TMU)和滤波算法加速器(FAC),大幅减轻了内核的负担并有助于提升处理效率。存储方面,产品配备1024KB到3840KB的片上Flash及1024KB的SRAM,其中包含512KB可配置超大紧耦合内存(ITCM,DTCM),确保关键指令与数据的零等待执行。此外,片上还搭载64KB L1-Cache高速缓存(I-Cache, D-Cache),极大提升了CPU效率和实时性。  在技术创新方面,GD32H7系列不仅具备创新型低功耗模式,通过专利设计实现了更低的系统功耗和更快的深度睡眠模式进入时间。同时,还集成了丰富的外设资源,包括多路CAN-FD、以太网、EtherCAT® IP、USB、TFT-LCD驱动、图形加速器(IPA)及高精度模拟外设,支持精密电机控制,为人形机器人的灵活与稳定运动奠定了核心基础。  完善的功能安全和信息安全机制  为用户开发提供保障  得益于优异的检测能力与高可靠性设计,GD32H7 STL软件测试库已通过德国莱茵TÜV IEC 61508功能安全认证,表明该产品在安全关键型应用中具备高可靠性,可为人形机器人的开发提供坚实的保障。与此同时,兆易创新也推出了完善的信息安全交付包,为保护客户的商业机密提供安全屏障。  截至目前,GD32H7系列MCU具备成熟的规模量产经验,已获得广阔市场的验证,广泛用于数字信号处理、电机变频、电源、储能系统、民用无人机、音频视频、图形图像等各类应用。不仅如此,借助超高主频特性,该系列MCU在机器学习和边缘计算等创新场景中表现突出。尤其是在人形机器人这一前沿领域,GD32H7系列已成功赋能多家头部人形机器人企业,助力其实现技术突破与场景落地。  除MCU产品外,兆易创新还依托在存储与模拟芯片领域的深厚积累,针对人形机器人应用打造了完整产品矩阵,实现了从感知、决策到执行的机器人系统全链路赋能。未来,兆易创新将继续坚持技术驱动,以先进的芯片产品为基石,深化与产业链伙伴合作,为构建全球智能生态注入“芯”力量。
2025-09-24 11:44 reading:403
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