如何為您的電機控制系統增加更多價(jià)值?

如今，電機控制系統需要更高的性能、更低的功耗和更多的功能，包括智能操作。除了精確的電機控制外，系統還需要能夠同時(shí)執行應用程序、與其他設備通信以及檢測操作異常。此外，這些系統需要安全設計以及網(wǎng)絡(luò )連接的安全措施。

為了幫助設計人員滿(mǎn)足這些要求，瑞薩在32位RA微控制器家族中新開(kāi)發(fā)了RA8T1電機控制MCU產(chǎn)品群。RA8T1器件采用最新的高端Cortex-M?類(lèi)內核，可實(shí)現精確的電機控制，并有助于提高整體系統能效。除了性能之外，RA8T1還提供豐富的優(yōu)化特性，使設計人員能夠在其系統中拓展附加功能。將優(yōu)化的電機控制產(chǎn)品線(xiàn)擴展到滿(mǎn)足低端到高端電機系統需求的產(chǎn)品線(xiàn)，并利用通用的開(kāi)發(fā)工具和軟件，實(shí)現設計的可擴展性。

RA8T1 MCU基于A(yíng)rm? Cortex-M85?內核構建，工作頻率高達480MHz，提供高達2MB閃存和1MB SRAM（包括TCM）的大內存選項、支持互補PWM輸出的16位/32位定時(shí)器、12位ADC（包括3通道采樣和保持）、以及用于電機控制的高速模擬比較器。連接功能包括以太網(wǎng)MAC、CAN FD、USB 2.0全速模塊、SD/MMC主機接口和I3C。此外，Armv8.1-M 架構支持 Helium 技術(shù)，可顯著(zhù)提高AI/ML計算性能，并支持Pointer AuthentiCation和Branch Target Identification（PACBTI）和TrustZone?以增強安全性。

圖1 Renesas Motor Control MCUs

RA8T1的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是其高性能。使用無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制（FOC）示例代碼時(shí)，RA8T1的電機控制處理時(shí)間約為現有Cortex-M33產(chǎn)品的三分之一。而且通過(guò)使用TCM可以在RA8T1中進(jìn)一步最大化Cortex-M85的卓越性能。請參見(jiàn)圖2。

圖2 Motor Control Performance Benchmark

通過(guò)以這種方式壓縮電機控制的處理時(shí)間，可以在終端系統中拓展其他功能。例如，讓我們看一個(gè)預測性維護示例。該演示使用瑞薩電子e-AI軟件，通過(guò)256次快速傅里葉變換（FFT）轉換分析了A/D轉換器捕獲的電機電流，并使用TensorFlow Lite作為推理引擎檢測電機行為中的異常情況。在此過(guò)程中，由于RA8T1支持Helium技術(shù)，因此實(shí)現的推理時(shí)間比現有Cortex-M7器件快5.3倍，可以更有效地執行。

圖3 Motor Control Predictive Maintenance Demo

圖4 Inference Time Benchmark

除了預測性維護外，RA8T1還可以為系統添加更多功能，例如網(wǎng)絡(luò )連接、安全功能、安全性等。

利用上述特性，RA8T1適用于工業(yè)自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、智能家居、消費類(lèi)產(chǎn)品和醫療設備等廣泛市場(chǎng)的電機/逆變器控制系統。

工業(yè)自動(dòng)化

■ 交流驅動(dòng)器/通用逆變器

■ 線(xiàn)型輸送機

■ AGV自動(dòng)導引車(chē)/AMR自主移動(dòng)機器人

■ 壓縮機

樓宇自動(dòng)化

■ HVAC

■ 太陽(yáng)能逆變器

■ 電梯

■ 泵

■ 風(fēng)扇

智能家居

■ 空調

■ 洗衣機

■ 冰箱

■ 洗碗機

■ IH電飯煲

■ 吸塵器

消費產(chǎn)品

■ 無(wú)人機

■ 電動(dòng)自行車(chē)

■ 割草機

■ 電動(dòng)工具

醫療產(chǎn)品

■ CPAP機器

■ CT掃描儀

■ 臨床設備

圖5 RA8T1目標應用

與所有RA MCU一樣，RA8T1系列支持瑞薩靈活配置軟件包（FSP）以及廣泛的開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括MCK-RA8T1電機控制評估套件、示例代碼、QE for Motor和Renesas Motor Workbench。