人工智能時(shí)代，MCU也在發(fā)生著顯著的變化，不僅是提供更高的主頻和更強(qiáng)大的內(nèi)核，還通過(guò)集成專(zhuān)門(mén)的AI加速單元(比如NPU)來(lái)增強(qiáng)算法處理能力，實(shí)現(xiàn)性能的飛躍。

當(dāng)AI和MCU相遇，作為MCU典型應(yīng)用場(chǎng)景之一的電機(jī)控制也在發(fā)生著改變，能夠支持更強(qiáng)大的電機(jī)檢測(cè)功能，提升電機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。目前，廠商們也在靈活使用AI，不斷增強(qiáng)用于電機(jī)控制的MCU的產(chǎn)品力。

國(guó)芯科技用于電機(jī)控制的AI MCU

近日，國(guó)芯科技發(fā)布公告稱，該公司研發(fā)的基于RISC-V架構(gòu)的邊緣側(cè)AIMCU新產(chǎn)品“CCR4001S”于近日在公司內(nèi)部測(cè)試中獲得成功。

據(jù)介紹，CCR4001S基于國(guó)芯科技自主RISC-V架構(gòu)C*CoreCPU內(nèi)核，采用MCU+AI的方式可以更好地滿足用戶廣泛的邊緣側(cè)AI應(yīng)用需求。同時(shí)，CCR4001S按照工業(yè)等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，具備高可靠性，可應(yīng)用于工業(yè)電機(jī)控制和能耗優(yōu)化、AI傳感器、產(chǎn)品缺陷檢測(cè)、分揀機(jī)器人、火災(zāi)報(bào)警器和預(yù)測(cè)性維護(hù)等有高可靠性需求的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景及消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

目前，國(guó)芯科技的“MCU+”戰(zhàn)略推進(jìn)捷報(bào)頻傳，除了CCR4001S，該公司還于前不久宣布汽車(chē)電子集成化門(mén)區(qū)驅(qū)動(dòng)控制芯片產(chǎn)品“CCL1100B”內(nèi)部測(cè)試獲得成功。這款芯片集成多達(dá)6路直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其中5路內(nèi)置功率管，用于后視鏡調(diào)節(jié)、折疊及門(mén)鎖驅(qū)動(dòng)等功能，極大降低了客戶端應(yīng)用成本，另外1路是內(nèi)置預(yù)驅(qū)的H橋馬達(dá)控制模塊，用于升降窗功能。國(guó)芯科技表示，CCL1100B實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)外產(chǎn)品如意法半導(dǎo)體L99DZX00系列相應(yīng)產(chǎn)品的替代。

瑞薩電子推動(dòng)電機(jī)控制和AI融合

今年初，瑞薩電子發(fā)布了基于Arm Cortex-M85處理器的RA8T1微控制器，具備6.39 CoreMark/MHz的突破性性能，并采用高性能Arm Cortex-M85處理器和Arm的Helium技術(shù)，能夠在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)方面獲得相比Cortex-M7內(nèi)核高4倍的性能提升。

RA8T1微控制器專(zhuān)門(mén)針對(duì)電機(jī)應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。首先，RA8T1微控制器提供先進(jìn)的PWM定時(shí)功能，如三相互補(bǔ)輸出、0%和100%占空比輸出功能、雙緩沖比較匹配寄存器，和五種相位計(jì)數(shù)模式。提供多種通信功能，包括SCI、SPI、I2C/I3C、CAN/CAN-FD、以太網(wǎng)和USB-FS。

其次，RA8T1 MCU帶來(lái)前所未有的CPU動(dòng)力以及Helium技術(shù)的產(chǎn)品組合，使用戶能夠在不需要額外硬件的情況下，更加靈活地實(shí)現(xiàn)智能(AI/ML)解決方案。Helium技術(shù)是Arm Cortex-M內(nèi)核的矢量擴(kuò)展技術(shù)，為MCU內(nèi)核帶來(lái)增強(qiáng)機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 和數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 能力，支持8位、16位、32位固定點(diǎn)數(shù)據(jù)。目前具備Helium技術(shù)的處理器包括Cortex-M55和Cortex-M85。

另外，瑞薩電子也在增強(qiáng)電機(jī)控制軟件方面的能力，最具代表性的是Reality AI和RealityCheck MOTOR工具。其中，Reality AI平臺(tái)可以使用強(qiáng)大的云計(jì)算能力生成用于嵌入式傳感器的機(jī)器學(xué)習(xí)代碼;RealityCheck MOTOR工具作為專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于電機(jī)控制的AI工具，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)、異常檢測(cè)和控制反饋。

加入NPU的恩智浦MCX微控制器

MCX工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)MCU是恩智浦推出的高性能、低功耗微控制器系列，配備智能外設(shè)和加速器，適用于安全、智能的電機(jī)控制和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用。

全新MCX N系列微控制器搭載Arm Cortex-M33 CPU，配備智能外設(shè)和加速器、通信和信號(hào)處理功能，可擴(kuò)展性強(qiáng)，易于開(kāi)發(fā)。MCX N的低功耗高速緩存提高了系統(tǒng)性能，雙閃存和完整的ECC RAM則支持系統(tǒng)安全，提供了額外的保護(hù)。

另外，部分MCX N系列微控制器包含NXP面向機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用的eIQ Neutron神經(jīng)處理單元 (NPU)，可以更加高效地運(yùn)營(yíng)智能電機(jī)控制算法。

結(jié)語(yǔ)

將AI的能力加入電機(jī)控制算法和硬件里，已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。當(dāng)然，針對(duì)不同的應(yīng)用有不同的解決方案，有時(shí)候可以依靠增強(qiáng)的內(nèi)核性能運(yùn)行AI控制算法，有時(shí)候可以借助軟件工具加入AI控制算法，當(dāng)然借助DSP和NPU等AI加速單元會(huì)取得更加優(yōu)異的效果。