面向電機控制，國民技術力推高效MCU方案

　　魯?冰?（《電子產品世界》編輯）

　　摘?要：2020年4月，國民技術公司舉辦了線上電機研討會，產品市場經理張海鵬先生介紹了其高效能BLDC電機控制MCU方案，以及下一步發展規劃。

　　關鍵詞：電機控制；BLDC；MCU

　　高效節能是電機行業的發展主旋律之一。目前電機由早期的交流電機轉向直流無刷電機(BLDC)，以提高能效利用率。基于MCU控制的BLDC（如圖1）消除了刷子磨損和弧形機構，從而使電機可在更低成本下更為高效、穩定可靠地運行，并從整體上降低了成本。

　　針對電機控制應用市場，國民技術規劃了系列化的芯片產品和解決方案，覆蓋高中低電機市場應用，并具有如下特色和優勢。

　　1）具備高性能32位處理器內核，支持硬件乘除法運算，浮點運算，DSP運算指令，實現硬件級高效、快速、準確的指令控制。

　　2）提供多路高速PWM定時器、ADC，基于單MCU芯片可實現多個電機的無傳感器控制，同時對于有感電機支持編碼器輸入接口。

　　3）芯片內置專用比較器（COMP）和運算放大器（OPAMP），支持內置可編程增益放大模式（PGA），簡化了整機電路系統設計，縮小板內空間，降低成本，提高系統穩定性。

　　4）內置MOS驅動器，支持高壓輸入。

　　2019年問世的產品N32G455系列MCU，適合高性能多FOC電機應用，諸如白色家電、手持云臺、無人飛行器、機器人、數字電源、UPS、伺服控制器等應用領域。

　　N32G455具有的基礎性底層技術優勢如下。

　　1）高達4個獨立的具有5 Msps高速采樣速率的12位ADC，實現單芯片FOC控制2個甚至4個BLDC電機，可降低多電機應用中的成本控制。

　　2）硬件級電機控制脈寬調制，最小脈寬低至了6.9 ns，具有更高的電機控制精度，實現電機精確調教和穩定運行。

　　3）片內集成模擬運算放大器、模擬比較器及12位DAC。更高的集成度可提升系統穩定性，并進一步降低BOM成本。

　　4）片內緊密耦合存儲器，實現快速的存儲器訪問和調度。

　　5）內置10余種密碼算法硬件加速引擎，提供硬件級的程序Flash分區保護機制，可實現對核心算法的分區存儲和加密保護、核心代碼分區訪問、程序的安全啟動等有關知識產權的保護措施，實現零附加成本防抄板、防篡改、防竊取。

　　為支持客戶快速市場化，國民技術推出了多FOC電機控制開發套件，打造高性能高集成度的軟硬件生態環境（如圖2），實現1小時搭建雙FOC電機控制平臺。

　　N32G455之所以有強大性能，源于其芯片的優異特性：采用32位Arm Cortex-M4F內核，集成最大容量512 kB Flash，144 kB SRAM，集成多達17個高性能模擬器件，18個數字通訊接口，內置10余種密碼算法硬件加速引擎，支持存儲加密、用戶分區保護、安全啟動等多種安全特性。

　　據悉，國民技術成立于2000年，2010年上市，累計芯片穩定供貨超13億顆。主要產品有六大類，除了MCU外，還有網絡安全，可信計算，無線射頻，人工智能，智能卡以及基于其芯片生態的產品解決方案。國民技術看好無處不在的電機市場機會，為電機控制用MCU規劃了發展路線圖，預計2020年和2021年將有更多產品家族問世（如圖3）。

　　（注：本文來源于科技期刊《電子產品世界》2020年第05期。）