電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）實時控制是指在預定的時間周期內(nèi)完成對系統(tǒng)物理過程的數(shù)據(jù)采集、傳輸存儲、計算決策、發(fā)出指令、執(zhí)行控制等整個控制過程。在一些電機控制應用中，實時監(jiān)控和測量速度、位置、扭矩和電機運行狀況，以便啟動、加速或調(diào)節(jié)動態(tài)速度，或讓電機系統(tǒng)減速。

因此，電機實時控制對工業(yè)變頻器、高端電器、混合動力電動汽車、電力輸送和能源設備等應用至關重要。不過，電機實時控制對系統(tǒng)同步、定時和軟件的要求很高，需要工程師具有一定的經(jīng)驗，且對軟硬件都有一定的要求。為了幫助工程師解決這個挑戰(zhàn)，旋智科技即將推出具備4-8核的高性能SPC系列MCU，以及配套的SPCore系列電機控制SoM（System-on-Module）設計。

旋智科技專注高集成度電機控制芯片

旋智科技前身為美國仙童半導體公司的電機產(chǎn)品線事業(yè)部，于2014年底通過管理層收購方式剝離并獨立運營。目前在香港，上海，深圳等地設有分支機構。公司專注于高集成度電機控制芯片及先進核心算法的研發(fā)。創(chuàng)始核心團隊成員來自美國硅谷，在世界頂級半導體企業(yè)有著多年的研發(fā)，市場和管理經(jīng)驗。

當前，旋智科技已經(jīng)基于M3和M4F內(nèi)核打造了一系列的產(chǎn)品。比如，SPC1068是該公司基于M3內(nèi)核打造的電機控制MCU，這款器件的最高主頻達150MHz，可以通過軟件編程時鐘，提供48KB SRAM以及最高512KB FLASH。SPC1068具有極高的集成特性，擁有豐富的片上資源和接口，該器件內(nèi)置12位ADC，3路可編程增益運放，7個增強型PWM模塊，3個通用32位定時器以及UART、I2C、SPI等通信接口，為工程師打造電機控制方案提供豐富的配置。

SPC2168則是基于雙核ARM Cortex-M4 CPU內(nèi)核，最高主頻為200MHz，提供80KB SRAM以及最高512KB FLASH。SPC2168具有很多突出的特征優(yōu)勢，比如配備同類最佳的模擬前端、數(shù)字信號處理以及運動控制專用外設和安全機制；兩個CPU內(nèi)核均可以按最高200MHz時鐘頻率運行復雜的控制算法；模擬前端中的差分PGA和高速高分辨率ADC能夠準確快速地捕捉嘈雜環(huán)境中的信號。

旋智科技將推出電機控制MCU新品

據(jù)介紹，旋智科技即將推出具備4-8核的高性能SPC系列MCU，以及配套的SPCore系列電機控制SoM（System-on-Module）設計，配備512k-32M byte的RAM，多路高速ADC接口，多路Sigma-Delta接口，EtherCAT連接能力，以及高速以太網(wǎng)接口，主要用于工業(yè)變頻器、伺服控制、高性能三相AC/DC，DC/AC儲能、光伏變換器等應用。

很明顯，SPC系列MCU是多核電機控制MCU，這種多核配置每個單元都可以獨立執(zhí)行特定的任務。例如，有的核心可能負責接收和解析控制指令，有的核心則負責計算電機的控制參數(shù)，還有的核心可能負責監(jiān)控電機的運行狀態(tài)。

同時，旋智科技指出，同構多核架構MCU在電機控制領域有一些獨特的優(yōu)勢，比如：
·簡化軟件開發(fā)：由于同構核心，任何核心都可以運行相同的軟件，簡化了開發(fā)和調(diào)試過程。這種一致性降低了軟件設計和維護的復雜性。例如，全部使用ARM或RISC-V內(nèi)核，所有開發(fā)都可以基于C語言；而異構的處理器例如ARM+FPGA，則需要同時使用C語言及HDL設計工具，開發(fā)成本較高，并對工程師能力有更多要求。

·負載平衡：同構多核系統(tǒng)可以高效地將任務分配到所有核心上，確保工作負載均衡和處理能力的最佳利用。這對于需要一致性能的多個實時電機控制應用特別有利，例如雙軸、三軸伺服、多輪AGV小車、3D打印機應用等。

·成本效益：使用相同的核心設計可以降低芯片制造成本，因為可以多次復制相同的核心設計。這種一致性也簡化了芯片測試和驗證過程。

當然，如上所述，實時的電機控制，除了對硬件有要求，在軟件方面也有一些挑戰(zhàn)，為了在規(guī)定的時間窗口內(nèi)，完成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)信號鏈的處理流程，經(jīng)過優(yōu)化的軟硬件資源有助于確保系統(tǒng)能夠滿足數(shù)毫秒甚至數(shù)微秒超短時間窗口的實時性要求。

為此，旋智科技基于公司國內(nèi)領先的MBD成熟設計技術方案及服務支持能力，也將推出用于多核心處理器的MBD仿真模型、自動代碼生成模型、多核心多任務通訊控制技術、SoM設計板級驅動軟件支持包BSP（Board Support Package），方便用戶上手大規(guī)模、多核心嵌入式軟件的設計開發(fā)及調(diào)試。

結語

典型的實時控制系統(tǒng)包括感知、處理、驅動和通信四個部分，為了逐一增強系統(tǒng)的各方面能力，多核MCU具有特定的優(yōu)勢，旋智科技SPC系列MCU將會很好地呈現(xiàn)這一點。同時，經(jīng)過優(yōu)化的軟硬件資源對電機實時控制也很重要，旋智科技一系列的軟件方案能夠從這方面幫到工程師。