极海G32R501工业六轴机械臂参考方案释放工业4.0产业价值

发布时间：2025-06-20 13:13
作者：AMEYA360
来源：极海
阅读量：568

　　在全球工业 4.0 浪潮下，六轴机械臂凭借高精度、高灵活性、高适应性与高实用性等优势，在汽车制造、工业制造、医疗、物流、食品加工等，需要高自由度、复杂轨迹和动态环境的应用场景中发挥着重要作用，是现代工业自动化和智能化生产的核心工具。据Grand View Research数据分析，2024年全球工业机器人市场规模约为340亿美元，预计2025年至2030年将以9.9%的复合年增长率持续增长，展现出巨大的市场潜力。

　　极海工业六轴机械臂参考方案，采用搭载G32R501高性能实时控制MCU的伺服控制器，实现高精度运动控制和微秒级响应;同时结合高性能、低成本的EtherCAT工业以太网现场总线实时通讯技术，实现多轴伺服控制器高精度同步协同作业，可为工业自动化生产的焊接、码垛、喷涂等精细化现场作业提供高效可靠的技术保障。

　　可编程设计，高适配控制系统

　　机械臂控制系统由机械主体、控制器、驱动器和传感器四大核心模块组成，其中，控制器扮演“大脑” 角色，负责接收并解析各种来源指令来精准控制驱动系统和机械结构的动作。

　　极海G32R501工业六轴机械臂参考方案的操作系统基于通用工业计算机硬件平台，搭载稳定易用的开源的Ubuntu系统和ROS(Robot Operating System)中间件构建机主站控制器，用户可自由编程，可应用大量开源运动控制算法，实现各种复杂动作控制。

　　实时控制、精准定位，高性能驱动系统

　　本方案采用6个搭载极海G32R501实时控制MCU的EtherCAT总线型高压伺服控制器，实现六轴机械臂的关节控制和位置反馈。

极海G32R501工业六轴机械臂参考方案释放工业4.0产业价值

　　· 外围辅助控制采用2路气阀控制，分别实现夹爪和吸盘的气动控制

　　· 2路气阀控制，分别实现物料推送控制和定位控制

　　· 2路输出I/O，实现蜂鸣器和工作指示灯的控制

　　· 1路输入I/O，实现物料到位的检测

　　· 3 路输入I/O，进行急停开关信号的检测

　　EtherCAT总线型高压伺服控制器参考方案

极海G32R501工业六轴机械臂参考方案释放工业4.0产业价值

极海G32R501工业六轴机械臂参考方案释放工业4.0产业价值

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高压伺服方案框图

　　G32R501凭借灵敏感知、高效运算、精准控制等特性，为6个关节伺服控制器构筑"最强大脑"，其微秒级响应速度与运动控制算法，保证高压伺服控制系统的稳态速度波动可以达到0.1%以内、主中断执行时间15.8μs左右，电流环执行时间0.76μs左右，保证机械臂在高速运动、重载作业及复杂轨迹规划中保持高度平顺性与定位精度。

　　微秒级同步，高可靠通讯系统

　　EtherCAT作为一种高性能工业以太网通讯协议，具备速度快、带宽高和实时性强等特点。在机械臂通信系统中，采用EtherCAT通讯能够助力机械臂高效实现数据采集、控制和监视等功能，同时还可支持多个机械臂的数据处理。此外，EtherCAT通讯还支持环网冗余能力和数据帧同步性，可为机械臂提供更加稳定和可靠的数据通讯保障。

　　极海G32R501工业六轴机械臂参考方案中，控制器和伺服驱动器及远程IO板之间采用EtherCAT通讯，控制器作为EtherCAT主站，6个伺服控制器和1个远程IO板作为EtherCAT从站，通讯周期为1ms，同步精度小于1μs。

　　极海拥有完整的伺服控制器软硬件解决方案，可提供全功能软件固件、极海自研的伺服控制上位机PC调试工具，并配有详细使用指南，可助力工程师快速上手进行性能评估和二次开发。面向工业智能化升级趋势，极海将在产品线布局、功能、性能上持续突破创新，并携手各领域合作伙伴深化技术合作，实现资源整合与优势互补，共同驱动产业链的协同发展。


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　　2025年9月15日，国际公认的第三方测试、检验和认证机构SGS与珠海极海半导体有限公司(以下简称“极海”)联合举办颁证仪式，正式为极海G32R501D系列实时控制MCU 授予SGS-TÜV SAAR IEC 61508功能安全产品认证证书。SGS中国区功能安全产品线总监郑峥、商用产品线南区经理姚朗贤、产品与互联功能安全技术经理李昌取、商用产品线南区BD经理李亚锦，以及极海副总经理曾豪、实时控制MCU产品线负责人卢鹏升、市场部负责人张瀚月、产品认证负责人赵丰等双方代表共同出席本次仪式。　　近年来，“功能安全”正成为工业设备保障系统安全的可靠方法。因机器故障导致事故或人身伤害的发生，会影响工厂运转、引发社会关注并造成经济损失，故其在工业领域中的重要性与日俱增。IEC 61508 作为全球功能安全的权威基准，确立了从芯片至终端执行装置的全链条安全管理体系，其 SIL 2 SC3 级别代表了工业安全领域的高标准。　　极海G32R501D系列实时控制MCU的此次认证，证明了其在工业功能安全方面已达到国际先进水平，能够为工业自动化、智慧能源、新能源汽车以及机器人等高端应用市场提供坚实可靠的技术支撑。　　G32R501D通过IEC 61508 SIL 2为高端工业与汽车应用注入安全可靠芯引擎　　IEC 61508作为功能安全领域的国际“黄金标准”，规定了系统在电子电气与可编程逻辑设备中达到所需的安全完整性等级(SIL)，并覆盖从芯片设计到应用部署的全生命周期安全要求。此次认证，SGS功能安全团队凭借深厚的技术积累与丰富的认证经验，全程深度参与极海G32R501D芯片的安全设计、风险分析、测试验证等关键环节，每步都以“合规性、严谨性、前瞻性”为准则，确保认证过程高效且成果扎实。最终成功验证了G32R501D符合IEC 61508 SIL 2 SC3等级安全完整性标准，具备高等级故障检测与系统容错运行能力，可显著降低随机硬件错误可能导致的安全风险。　　中德双审背书彰显认证权威与产品实力　　此次认证由中国SGS功能安全团队率先完成对芯片技术方案、测试数据、STL库、以及安全需求规格书(SRS)、架构设计文档、FMEDA报告、安全手册等文档体系的全面初审，随后由德国SGS-TÜV-SAAR进行终审，以国际顶尖的审核视角验证芯片是否完全满足IEC 61508 SIL 2 SC3的全球通用要求。中德双审的严格把关，不仅意味着极海G32R501D通过了“本土适配性”与“国际通用性”的双重考验，更彰显了其在功能安全设计上的硬实力，标志着该芯片可无缝对接全球工业领域的高安全等级应用场景，为极海拓展国际市场、提升品牌竞争力奠定了坚实基础。　　另外，G32R501D在同一时间也已经通过了AEC-Q100 Grade1车规可靠性认证，具备在-40℃至125℃宽温范围内稳定运行的能力，符合汽车电子芯片对极端环境适应性的严格要求。　　目前极海G32R501D是国产首款通过IEC 61508工业功能安全、AEC-Q100车规可靠性两项高规格产品认证的实时控制MCU产品，不仅充分验证了该系列芯片在契合本土需求与接轨全球标准方面的双重能力，也彰显了极海在芯片设计与系统集成领域深厚的功能安全设计实力，以及对产品高性能、高可靠与高安全的持续品质追求。　　携手共启功能安全新篇章，极海与SGS达成战略合作新里程碑　　本次颁证仪式，不仅见证了双方在功能安全领域达成新的合作里程碑，双方代表还共同回顾了项目认证过程中的关键技术挑战与解决方案，并围绕“半导体功能安全发展趋势”、“全球化认证及市场战略”等议题展开深入探讨，强调双方均将以国际标准为引领，推动芯片产品安全性能升级，也将携手在更广泛领域开展深度协作。　　双核革新架构设计，定义实时控制新标杆　　高效运算性能：搭载Cortex-M52双核架构，主频高达250MHz，支持Arm Helium™技术，内置自研紫电数学指令扩展单元，可实现复杂数学运算以及边缘AI应用;　　灵敏信号感知：集成3.45MSPS 采样率的12位高精度ADC、增强型捕捉模块CAP、正交编码器脉冲QEP模块以及Σ-Δ滤波器模块SDF等，支持高精度信号捕获;　　精准实时控制：内置150ps高分辨率PWM、灵活逻辑块FLB以及丰富通信外设，满足多样化应用场景的高精度、高动态响应的控制需求;　　高安全与高可靠性：内置ECC保护、丢失时钟检测等硬件级安全机制，以及代码安全保护模块和加密启动;　　广泛行业适配性：新能源光伏(微型逆变器、光伏优化器、户储逆变器)、新能源汽车(车载充电机、直流充电桩、车载压缩机)、商业电源(服务器电源、通信电源、UPS)、以及工业自动化(伺服控制器、机器人、变频器)等。　　共建认证芯生态　　SGS中国区功能安全产品线总监郑峥表示：　　祝贺极海G32R501D系列实时控制MCU顺利通过IEC 61508功能安全产品认证。该系列产品在设计安全性与运行可靠性上的表现，契合国际功能安全标准要求，这既是极海技术实力的体现，也为芯片行业的安全化发展提供了优质范例。未来SGS将继续以专业的评估体系，为更多像极海这样的企业赋能，共同推动功能安全认证芯生态的完善，助力新能源、工业自动化等关键领域的安全升级。　　极海副总经理曾豪表示：　　我们很高兴G32R501D系列实时控制MCU通过了SGS IEC 61508功能安全产品认证。SGS作为全球领先的检验、测试和认证机构，其专业严谨的评估体系与行业影响力充分验证了G32R501D在设计安全性和运行可靠性方面已达到国际标准水平。未来，极海将持续深化功能安全技术布局，为新能源、汽车电子、工业自动化及机器人等领域，提供更多符合功能安全标准的高品质芯片产品。　　关于SGS　　SGS是国际公认的测试、检验和认证机构。拥有99,250多名专业员工，分布在全球119 个国家及地区的2,700多个分支机构和实验室，构建起庞大的服务网络。凭借超过145 年的卓越服务经验，充分发挥瑞士企业特有的精准度和准确性，助力企业达成最高标准的质量、安全与合规性。　　关于极海GEEHY　　珠海极海半导体有限公司，隶属于纳思达集团(002180)，是一家专注于工业级/车规级微控制器、高性能模拟与混合信号IC及系统级芯片研发与设计的集成电路设计型企业。极海团队具备20年集成电路设计与嵌入式系统开发经验，在全球范围内拥有六大研发中心。极海以“用芯驱动产业创新，持续为客户创造价值”为使命，将技术创新作为发展核心，公司主要为工业、汽车电子、能源以及消费电子等行业提供多平台及场景的可靠芯片产品及解决方案，满足客户在高度集成、精准控制、安全识别及效能提升等创新应用中的多元需求。
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　　随着全球“双碳”目标的持续推进，新能源汽车市场迎来爆发式增长，汽车充电桩作为配套产业，其需求也随之增加。根据IFIND数据预测，2025年新能源汽车保有量有望达到4513万辆。根据国家2025年实现车桩比2∶1的规划，预计届时充电桩数量将达到2257万台。　　全球新能源汽车渗透率持续攀升，充电桩需求正从单一补能向场景化、智能化、全球化深度演进。无论是家庭用户的便捷体验、社区/商超的高效共享，还是海外市场的本地化运营，充电桩的多元化形态正在重塑能源生态。极海充电桩应用方案，可广泛应用于交流智能家桩、小区共享桩、商业停车场、企事业单位停车、汽车租赁、运营商停车等场景的充电设备。为向市场提供全方位的产品服务，极海针对不同的客户与需求，提供多种充电桩产品应用方案，助力客户实现更多创新应用功能。　　随车充电枪　　随车充电枪凭借体积小、易携带、低成本等特点，成为应急充电场景下的理想解决方案。极海高性价比随车充电枪应用方案，采用基于Cortex-M0+内核的APM32E030基础拓展型MCU，助力实现稳定高效的充电过程。方案框图　　方案特点：　　• 支持8A充电输出功率2kW，满电约18小时(60kWh电池)‌‌;　　• 采用专用AC/DC辅助电源模块，实现稳定供电;　　• 内置温度传感器，可实时监控环境温度;　　• LED指示功能，支持电源充电状态/充满/故障指示;　　• 内置漏电保护模块，确保用户操作安全;　　• 超低成本满足高性价比需求。　　家用交流充电枪　　家用交流充电桩作为新能源汽车家庭充电的核心设备，既能满足日常的充电需求，又具备安全适配、经济高效的特点。极海家用交流充电枪应用方案，搭载基于Cortex-M4F内核的APM32F402高性能高性价比MCU，主频120MHz，具备高效运算性能和丰富外设资源，可满充电桩应用在功耗、性能及性价比等方面的综合需求。方案框图　　方案特点：　　• 交流充电功能，支持单枪充电(可扩展到双充14kW)，最大6.6kW充电;　　• 充电控制指令响应<10ms，效率提升40%;　　• 设有故障紧急停充功能;　　• 采用IC型温度传感器与互感器结合，实现高效准确电流采样;　　• 工业级EMC设计，-40℃~105℃全温域稳定运行。　　群充/基础共享交流充电桩　　群充/基础共享交流充电桩凭借高效充电、灵活拓展和强兼容性等特点，广泛应用于大型停车场、商业中心及交通枢纽等场景。针对国内共享充电桩市场，极海基于Cortex-M4F内核的APM32F411高性能高适配型MCU群充/基础共享交流充电桩应用方案，具高性价比与抗干扰能力，支持多种保护功能，可有效保障充电桩稳定与安全运行。方案框图　　方案特点：　　• 采用4G通讯模块，支持后台实时监控管理;　　• 外接低功耗RTC芯片，保证充电时间准确性;　　• 外挂专用计量IC，实现准确电量控制;　　• 集成丰富外设资源，满足充电桩外接模块和数据存储需求;　　• 板载隔离器件、保险丝/漏电保护器;　　• 支持单/双枪充电、过流/短路/过压/欠压/漏电/防雷击/充电联机/断保护、OTA、协议存储等功能。　　共享运营/海外交流充电桩　　随着全球新能源汽车销量的持续增长及各国政策的积极推动，海外市场对充电桩的需求正加速扩大。极海共享运营/海外交流充电桩应用方案，搭载基于Cortex-M4F内核的APM32F427高性能拓展型MCU，支持240MHz高主频，具备高速运算能力，可精准实现电源管理与充电控制，满足系统高效稳定的运行需求。方案框图　　方案特点：　　• 支持OTA升级、协议存储应用和各种算法高效运行;　　• 控制多路LED，实现充电状态指示;　　• 支持TFT触摸屏显示及人机交互功能;　　• 内置NFC芯片/BLE/WiFi模块，支持IC卡/NFC/蓝牙支付，可拓展PLC/Ethernet通讯;与充电枪可选择CAN通讯，也可通过CP/PP信号来实现互动;　　• 内置大容量SRAM，可支持多种通信协议;　　• 通过QSPI接口，可外挂Nor Flash，保存长时间充电信息记录及状态信息;　　• 12-bit ADC*3，采样速率4MSPS，满足充电桩前后级电流电压采样需求;　　• 支持LQFP144封装，工作温度-40℃~105℃，抗干扰能力强。　　共享直流充电桩　　与交流充电桩相比，直流充电桩凭借其高效充电的特性，能够满足新能源汽车的快速充电需求。同时，共享直流充电桩具备良好的兼容性和适应性，可支持多种不同车型和电池类型的充电。极海共享直流充电桩应用方案，采用APM32F427高性能拓展型MCU，拥有丰富的外设资源，支持多样化通讯交互，具备多种工作模式，可实现灵活的充电桩运行控制。方案框图　　方案特点：　　• 交流输入电压为380V：304～456(三相五线制)，输出电压为200V~500V，根据电动汽车快充标准进行调节，单枪输出功率为20kW;　　• 整机效率≥93%;　　• 内部EEPROM,实时把保存数据/状态信息及通用设置保存功能;　　• 支持充电状态信息/车辆参数信息实时通过无线传输采集显示;　　• 支持独立模块散热更快，可以有效的提高充电模块的电气使用寿命;　　• 启动方式支持直接启动/密码启动/刷卡启动/扫描二维码启动;　　• 采用砖块电源方式，SIC器件以降低损耗，功率因数≥0.999;　　• 器件与模块隔离提供系统可靠性，延长电气寿命;　　• 通信协议：Ethernet/4G模块/Ethernet/WiFi/蓝牙/NFC卡等;　　• 采用独立计费IC计费。　　充电桩建设是推动电动汽车普及和清洁能源交通发展的关键环节。极海致力于为新能源汽车行业提供安全可靠、高性价比的芯片及解决方案。其中，基于极海G32R501实时控制MCU/DSP的大功率直流充电桩模块，目前已在行业头部客户完成导入。我们期待与上下游伙伴紧密合作，共同推动清洁能源交通的可持续发展，为实现节能减排目标贡献力量。
2025-09-12 13:20 阅读量：355
极海半导体芯片入选 《2025中国汽车芯片供给手册》
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　　2025年9月4日，在无锡召开的"2025集成电路(无锡)创新发展大会"系列活动——"2025汽车芯片产业创新生态会议"上，中国汽车芯片产业创新战略联盟正式发布《2025中国汽车芯片供给手册》。极海半导体3大系列车规级芯片产品实力入选该权威手册，彰显了极海在汽车电子芯片领域的技术创新力和产品可靠性。　　本次手册由国家相关部委指导，中国汽车芯片产业创新战略联盟联合近百家芯片企业共同编制，旨在建立国产汽车芯片产品数据库，推动优质国产芯片上车应用。极海入选的3大系列产品覆盖汽车电子多个关键领域，包括：　　传感类芯片：GURC01、G32A217——超声波传感和信号处理器　　GURC01是国产首款顺利量产的超声波传感和信号处理器，突破了国际专利垄断，主要用于汽车距离测量辅助系统中，在测量长短距离物体上具有优异的性能表现;该芯片集成丰富的配置资源，具备高精度定位、即时信号处理、快速实时响应等功能;同时具备小体积、算法集成、抗干扰性强等特点。通过AEC-Q100 Grade 2车规可靠性认证。　　G32A217是全自研国产首款符合AK2标准的超声波传感和信号处理器，内置MCU (Cortex-M0+ )和DSP，集成DSI3总线通信接口，实现独立双通道通信;采用全国产供应链，成功突破国外技术封锁;具备卓越的探测性能，可实现远距离探测、多目标识别、盲区优化等;支持点对点、菊花链、并行等连接方式，实现数据融合与通信，该系列产品通过AEC-Q100 Grade 2车规可靠性认证，于2025年4月与广汽集团联合发布。　　控制类芯片：G32A1445/1465——汽车通用MCU　　G32A1445/G32A1465汽车通用MCU，采用40nm先进制程工艺，搭载Cortex-M4F内核，具备高速运算能力、大容量存储空间和丰富外设资源;严格按照车规级设计理念及生产标准，符合IATF 16949质量标准要求;内置多种安全加密模块，可提供出色的功能安全与信息保障;在安全、性能、功耗上更能满足智驾行业的创新应用需求。产品通过AEC-Q100 Grade 1车规可靠性认证，ISO 26262 ASIL-B功能安全产品认证。　　驱动类芯片：GALT61120、GALT62120——车灯LED驱动器　　GALT61120汽车前灯LED矩阵控制芯片，专为汽车智能照明系统设计。在技术层面已经达到了国际领先水平，成功填补国内市场空白，显著增强了智驾车灯系统的互操作性与驾驶安全，为汽车智能照明带来更多创新功能，并且解决了汽车前大灯在设计时面临的照射长距离、光束自由切换、防眩光等问题，通过AEC-Q100 Grade 1车规可靠性认证。　　GALT62120汽车高边LED驱动器，支持12通道精密高边电流输出，可提供像素级LED独立控制;集成可编程12位PWM调光，实现线性和指数调光;支持LED开路/短路检测、过温保护等功能，符合AEC-Q100 Grade 1标准。　　这一入选是对极海产品技术实力和市场应用价值的充分肯定，也标志着其产品在可靠性、安全性和性能方面获得行业权威认可。　　极海现已形成三大汽车电子芯片产品阵列，包括G32A系列汽车通用及实时控制MCU、GURC/G32A系列超声波传感器和信号处理器，以及GALT系列车灯LED驱动器。这些产品凭借低功耗、高性能、高集成度、功能安全与信息安全等核心特性，广泛应用于智能座舱、辅助驾驶、车身与舒适系统、动力与底盘系统等多个汽车电子领域。　　极海相关汽车电子芯片产品均已通过AEC-Q100车规可靠性认证，符合ISO 26262功能安全认证标准，具备完善的量产级软硬件生态系统支持，能够有效助力整车厂与零部件企业实现更灵活、可靠的芯片选型与系统设计，进一步推动中国智能汽车电动化、智能化转型。极海将持续创新，为汽车产业电动化、智能化升级提供可靠的芯片解决方案，助力中国汽车芯片产业自主可控和创新发展。
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