2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查(三) ：淹不死的發(fā)動(dòng)機　

　　顯然，2014年的物聯(lián)網(wǎng)大潮把電機控制技術(shù)的勢頭給淹沒(méi)了，但是，你我都知道，淹不死。相反，這證明電機控制技術(shù)太重要。

　　拿瑞薩來(lái)說(shuō)，瑞薩電子是全球第一的微控制器供應商和高級半導體解決方案的供應商，產(chǎn)品應用于全球數十億聯(lián)網(wǎng)設備中，為客戶(hù)提供微控制器、SoC、模擬與功率器件及集成了硬件和軟件的創(chuàng )造性嵌入式系統解決方案和專(zhuān)屬服務(wù)。

　　瑞薩電子(中國)有限公司汽車(chē)業(yè)務(wù)中心統括經(jīng)理趙坤指出，在汽車(chē)電子市場(chǎng)，瑞薩在未來(lái)有更多的技術(shù)和服務(wù)提供給市場(chǎng)。

　　瑞薩電子(中國)有限公司汽車(chē)業(yè)務(wù)中心統括經(jīng)理趙坤

　　從目前的最新動(dòng)態(tài)來(lái)看，瑞薩推出的新一代基于40nm Flash工藝的MCU——RH850F1x。是最先進(jìn)Flash工藝的MCU產(chǎn)品。其在設計之初就充分考慮了節能和功能安全這兩方面的需求，并且滿(mǎn)足諸如功能安全、AUTOSAR，Security等車(chē)用相關(guān)的規范和標準，為了用戶(hù)的開(kāi)發(fā)提供了極大的方便。

　　RH850/F1x系列的MCU是V850E2/Fx4和V850E2/Fx4-L的新一代產(chǎn)品。與之前的產(chǎn)品相比，RH850/F1x具有更大的Flash空間以及更多的封裝產(chǎn)品，最小有48pin封裝的產(chǎn)品。作為新一代產(chǎn)品，RH850F1x主要針對汽車(chē)電子車(chē)身應用而設計，并且具有如下的一些特點(diǎn)：

　　1、 RH850/F1x又有三個(gè)子系列：RH850/F1L、RH850/F1M、RH850/F1H，可以滿(mǎn)足車(chē)身多個(gè)應用。

　　2、 所有RH850/F1x系列里的產(chǎn)品均具有相同的CPU以及共同的外圍功能，所以軟件完全兼容。

　　3、 RH850/F1x采用40nm工藝及MONOS的flash技術(shù)，具有超低功耗及更好的可靠性。

　　4、 提高了汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )相關(guān)的功能并增加了數據加密功能。

　　此外，最尖端的微控制器RH850/P1x系列，是采用40nm工藝的汽車(chē)底盤(pán)MCU。瑞薩將40nm工藝與其獨有的MONOS內存結構相結合，提供了具有創(chuàng )新的電動(dòng)助力轉向(EPS)、制動(dòng)系統及其他底盤(pán)系統解決方案，從而降低了功耗，并提高了底盤(pán)系統中安全系統的開(kāi)發(fā)效率。大幅降低汽車(chē)底盤(pán)系統安全功能的開(kāi)發(fā)難度。

　　頂級汽車(chē)安全芯片RH850/P1X-C系列屬于汽車(chē)級安全MCU，將功能安全技術(shù)、安全加密技術(shù)和汽車(chē)控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)整合在一塊芯片上，而這些技術(shù)是實(shí)現安全汽車(chē)控制的關(guān)鍵。為駕駛員輔助系統提供一體化解決方案，使無(wú)人駕駛成為可能。

　　在先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)和車(chē)載信息領(lǐng)域，瑞薩擁有最新開(kāi)發(fā)的片上系統(SoC)R-Car V2H，該產(chǎn)品采用最先進(jìn)的圖像識別技術(shù)，支持先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)中的高分辨率的環(huán)視功能，其包含的附加功能可提高性能、降低功耗、并增強傳統汽車(chē)和新興無(wú)人駕駛汽車(chē)的安全性。R-Car E2車(chē)載系統芯片(SoC)，是新款集成式汽車(chē)駕駛艙解決方案，可為入門(mén)級汽車(chē)集成駕駛艙系統提供卓越的信息娛樂(lè )和音響功能，并可支持汽車(chē)-智能手機的交互操作。結合瑞薩R-Car系列其他產(chǎn)品，可輕松擴展，覆蓋從入門(mén)級到高端的集成式駕駛艙系統。

　　飛思卡爾業(yè)務(wù)擴展經(jīng)理李唐山

　　也指出，電機控制的發(fā)展速度雖然不像消費品那樣迅猛，但是一直在不斷進(jìn)步，比如近兩年大熱的FOC控制和家電變頻化，以及因傳感器的一些弊端引發(fā)的無(wú)傳感器控制需求，業(yè)界都有很強烈的興趣。

　　高性能的電機控制表現為整個(gè)速度范圍運行平穩，零速下全轉矩控制，和快速的加速減速特性。一般使用矢量控制技術(shù)(又稱(chēng)為磁場(chǎng)定向控制-FOC)來(lái)實(shí)現。

　　電機控制技術(shù)上的挑戰比較多。比如在無(wú)傳感器的情況下使用FOC，尤其是啟動(dòng)前沒(méi)有反電動(dòng)勢的存在，控制系統無(wú)法知道目前轉子的位置。還有低速的問(wèn)題，變頻家電要求夜晚超低速，轉速越低反電動(dòng)勢越低，反饋信號的波動(dòng)也越大，如何在低速情況下保持對電機的快速準確控制一直是個(gè)很具挑戰性的技術(shù)難題。另外，因為IoT的發(fā)展，遠程調試的需求也逐漸出現，尤其是控制板位于電機內部時(shí)，可以省去線(xiàn)束的煩惱，無(wú)線(xiàn)調試器也有助于對客戶(hù)使用各家產(chǎn)品使用的不同接口做出統一化處理。

　　飛思卡爾的產(chǎn)品線(xiàn)豐富，既有DSP核的Freescale DSC，也有ARM核的電機專(zhuān)用KV系列，還有5V的KE系列，都適合電機控制的應用。

　　飛思卡爾的DSC系列性?xún)r(jià)比高，內含很多靈活易用的外設模塊，適用于要求較高的電機控制應用。KV系列分為M0+和M4兩個(gè)子系列，后續還將有M7核的系列加入KV系列。外設借鑒了DSC的部分設計，比如兩路硬件ADC的速度可以達到4.1Msps，在高速時(shí)仍然保證精度。KE系列特點(diǎn)是純5V和高魯棒性，比常見(jiàn)的3.3V系統更適合復雜的工業(yè)系統中。

　　創(chuàng )新性技術(shù)方案，目前在家電領(lǐng)域有三合一的變頻空調方案，也有超低功耗的變頻冰箱方案，變頻洗衣機方案已經(jīng)在大客戶(hù)大批量產(chǎn)。在變頻器逆變器步進(jìn)伺服領(lǐng)域，飛思卡爾近期也有方案推出。

　　對遠程調試，飛思卡爾正在研發(fā)中的MotorSuite(電機開(kāi)發(fā)套件)會(huì )在此方面做出重大突破。

　　恩智浦半導體微控制器通用市場(chǎng)產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理Ross Bannatyne則表示，在健康與健身、游戲、娛樂(lè )，甚至是工業(yè)應用領(lǐng)域越來(lái)越多地加入了傳感器，這些傳感器不僅對電池續航時(shí)間發(fā)起了挑戰，而且傳感器的類(lèi)型都不一樣，例如，在手機或者平板電腦中通常會(huì )用到陀螺儀、運動(dòng)感應器、加速度計等傳感器。在工業(yè)環(huán)境或健身方面，更多的傳感器是溫度或濕度感應器。如何對這些傳感器的信號、數據進(jìn)行精確處理，是控制器的重要使命。

　　要實(shí)現傳感器數據處理或者管理的優(yōu)化，在技術(shù)上需要滿(mǎn)足三點(diǎn)要求，第一點(diǎn)是由于不同的傳感器數據，必然決定它的管理方式也是不同的，一些是非數字密集型處理的任務(wù)，比如數據的監聽(tīng)、采集，以及管理的工作;另一些是我們要做數據融合類(lèi)的任務(wù)，其數據處理量較高、要求較大的任務(wù)時(shí)候，比如做信令處理或者數據通信。

　　第二點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)傳感器都是數字輸出;但還有一些類(lèi)型，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域應用的傳感器，比如精確度、精準度類(lèi)傳感器，其輸出是模擬的，因此傳感器中樞必須有模轉數的功能。

　　第三點(diǎn)，很多便攜式產(chǎn)品的空間是受限的，因此產(chǎn)品要實(shí)現非常小的封裝。

　　不久前，NXP推出了LPC54100微控制器，就滿(mǎn)足了上述要求，其中嵌入了兩個(gè)核，可進(jìn)行不同類(lèi)別的傳感器數據處理，Cortex M0+核處理非密集型處理，Cortex-M4F處理密集運算，且帶有寬電壓范圍內(1.62至3.6 V)支持各種規格性能的12bit、4.8Msps/s的ADC，有小型的WLCSP49 (3.2 x 3.2 mm)封裝。

　　Microchips公司16位單片機產(chǎn)品部產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Erlendur Kristjansson分析目前的主要趨勢是：采用梯形波或6步逆變器控制的BLDC電機正轉向依靠無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制(FOC)的永磁同步電機(PMSM)。效率提高以及更平滑的運轉是這一轉變的主要原因。隨著(zhù)對能源效率關(guān)注度的增加，電機首當其沖成為了改進(jìn)的目標，因為它們的耗電量幾乎達到了全球的一半。改進(jìn)這些電機的效率，延長(cháng)其使用壽命可降低污染、節省金錢(qián)。使用無(wú)傳感器FOC來(lái)控制電機需要更加復雜的數學(xué)算法，進(jìn)而提高了對性能的要求。它還要求更多模擬功能，如運放、PGA或是ADC的多路同時(shí)采樣，以測量相電流。要達到與原有BLDC設計相當的成本效益，所選用的單片機或數字信號控制器需要集成更多模擬功能。

　　Microchips公司16位單片機產(chǎn)品部產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Erlendur Kristjansson

　　在過(guò)去幾年間，Microchip一直提供自帶運放的dsPIC?數字信號控制器(DSC)，以提供更好的系統集成和成本。這些運放具有10 MHz 的增益帶寬(GBW)。這一點(diǎn)很重要，因為分流電阻需要盡可能小才能使系統功耗和對電機電壓的影響均最小。這樣，分流電阻兩端電壓將比控制器中ADC的工作電壓范圍小很多。因此需要一個(gè)增益放大器來(lái)放大信號。然而，這會(huì )帶來(lái)這樣的問(wèn)題，DSC中集成的運放的GBW會(huì )被縮小與增益相同的倍率。例如，若運放的GBW為5 MHz，需要增益為10，那么最終增益放大器的GBW將為約500 kHz。dsPIC DSC允許客戶(hù)實(shí)現高增益的增益放大器來(lái)測量分流電流，并保持較高的動(dòng)態(tài)響應。

　　Microchip還提供無(wú)傳感器FOC的參考設計，包括調節指南和示例代碼，讓客戶(hù)可以迅速著(zhù)手設計。

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松下電器機電：主攻三大市場(chǎng)   http://dyxdggzs.com/article/266193.htm

集成FRAM MCU優(yōu)勢幾多？讓MSP430FR4x/FR2x告訴你！   http://dyxdggzs.com/article/264585.htm  

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查(四) ：智能識別與安全技術(shù)走紅          http://dyxdggzs.com/article/268639.htm

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查(三) ：淹不死的發(fā)動(dòng)機     http://dyxdggzs.com/article/268237.htm

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查（二）—— 汽車(chē)與能源技術(shù)向前沖   http://dyxdggzs.com/article/268132.htm

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查（一）—— 物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了，挾著(zhù)滿(mǎn)滿(mǎn)的財富  http://dyxdggzs.com/article/268064.htm