极海G32R501荣膺中国自动化及数字化“新质奖”

发布时间：2025-03-17 09:59
作者：AMEYA360
来源：极海半导体
阅读量：653

　　3月13日，由中国工控网主办的2025中国自动化+数字化产业年会在无锡隆重举办。极海半导体(下文简称为“极海)作为工业领域国产集成电路芯片设计企业新质代表应邀参展并发表演讲。在会上，极海实时控制MCU产品线高级产品经理Louis Lu为到场嘉宾深度解析《国产芯动力 | 极海机器人芯片组合及综合解决方案》。

　　同期，第二十三届中国自动化及数字化‘新质奖’”评选结果也在会上公布，该奖项面向自动化、数字化、工业机器人、工业互联等全产业链创新应用领域，旨在推举、传播中国新型工业化发展“里程碑”的创新产品及方案。经过用户投票、市场调研、大数据分析以及专家评选等多维度综合评判，极海G32R501实时控制MCU凭借其实时性、可靠性及创新性等优势，荣获工业芯“新质”奖殊荣。

极海G32R501荣膺中国自动化及数字化“新质奖”

　　未来，极海将依托自身在芯片设计、算法优化以及系统集成方面的技术积累，以市场需求为导向，持续技术创新与产品优化，加强与机器人产业链上下游合作，为全球智能制造的新质发展添加核芯动力。


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　　变频器作为智能制造、新能源、电动汽车等领域的关键设备，主要用于控制和调节三相交流同步电机的速度和转矩，实现设备的精准控制与高效节能。随着全球工业自动化升级和“双碳”目标的推进，经济性和技术优势使变频器市场需求持续增长。据数据分析：预计到2025年，中国通用变频器市场规模将达到620亿元，其中，中低压变频器占比64.98%，市场规模将突破370亿元。　　在该领域，极海半导体推出基于APM32F402工业级高性能高性价比MCU的低压通用变频器应用方案，集成先进算法和硬件设计，支持高精度电机控制、多协议通信和智能化功能，可显著提升变频器的性能与可靠性;凭借灵活适配、精准控制、高性价比等优势，可为用户提供强有力的技术支撑，推动行业向高效化、智能化方向加速迈进。　　广泛适用于纺织机、楼宇自动化、工业控制、冶金、注塑机、风力发电、化工等细分领域。　　APM32F402变频器应用方案介绍　　组成结构：　　主控MCU：APM32F402CBT6　　内部电路：整流电路(AC-DC)、滤波电路、逆变电路(DC-AC)、刹车制动单元、变频功率驱动输出电路、电流/电压/位置检测单元、保护电路等　　外围设备：通信、按键、显示电路(外部接口)、散热风扇等　　核心原理：　　主控MCU APM32F402CBT6实时接收检测电路及通信接口的给定参数，通过高精度PWM驱动逆变电路及功率电路，实现电源电压和频率的动态调整;系统可根据实际需求输出最优电源、电压、电流，从而实现节能降耗、高效调速、低噪静音等功能;同时集成刹车制动单元和多维保护电路，精准检测电路、电流、电压、温度等状况，实现过压、过流、过载等保护作用，确保变频器在复杂环境中的长期稳定运行。　　方案优势　　通过优化控制，可实现零速自由切换;　　支持USB外挂WiFi和BLE模块，实现远程参数设置或状态监控;　　高主频MCU，支持浮点运算，可实现高精度速度和转矩控制、快速动态响应;　　支持参数给定、加减速曲线选择、定长控制、摆频控制、计数功能等，满足不同应用场景的需求;　　支持电机参数自识别，通过状态观测器，实现电阻、电感、反电动势常量计算和估计;　　CAN、RS485、Modbus、外接无线传输模块等多种通信协议;　　V/F曲线：直线型、多点型、N次方型V/F曲线;　　稳定可靠：拥有行业大客户批量成果应用案例。　　APM32F402芯片特性　　Arm® Cortex®-M4F内核，工作主频120MHz　　Flash 128KB，SRAM 32KB　　模拟外设：ADC×2，T-sensor x 1　　通信外设：U(S)ART×4，SPI×2，I2C×1, CAN×2，USB OTG_FS×1　　封装：QFN36/48、LQFP48/64　　具备较强的可移植性和扩展性，可高效替代国内外友商同类竞品　　极海2kW低压通用变频器应用方案，以APM32F402CBT6作为主控MCU芯片，通过脉冲注入法实现电机转子初始位置定位，也可通过编码器来做抖动补偿，实现精准定位。并能以高性价比助力方案，实现更高效算法、更高转速比、更小转速波动以及更好保护机制等功能特性。
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　　极海半导体首款基于Arm® Cortex®-M52双核架构的实时控制MCU——G32R501正式发布。该系列新品基于40nm先进工艺制程，支持双内核高效协同，集成高性能感知、丰富控制外设和灵活外设互联系统，是面向新能源逆变器、工业自动化、商业电源、新能源汽车等场景中高端应用研发的高性能实时控制MCU产品，旨在从芯片端解决实时控制系统对更高效率、更高功率密度、更高精度和更高可靠性的设计挑战，其应用范围覆盖光伏/储能逆变器、充电桩电源模块、服务器电源、车载OBC、UPS、伺服控制器、机器人等。　　双核革新架构设计，支持高能效、低延迟系统设计　　G32R5系列采用最新Arm v8.1-M架构设计的Arm® Cortex®-M52双核CPU，支持同构双核并行工作，可同时执行高性能计算任务和实时控制任务，工作主频高达250MHz，实时算力可媲美800MHz的Cortex-M7内核产品;内置单/双精度浮点运算单元(FPU)，支持Arm HeliumTM技术，显著增强高级数字信号处理(DSP)能力和机器学习(ML)应用性能，将AI算力带入更低成本、更低功耗应用产品中;同时通过支持自定义数据通路CDE接口，可扩展极海自主研发的紫电数学指令扩展单元，在指令集层面支持三角函数、傅里叶变换、复杂数学等多种数学计算加速，大幅缩短数学计算时间、降低CPU访问延时，从而提升系统整体实时性和智能化。　　G32R501支持最高640KB Flash，其中Flash分为512KB和128KB两个独立存储单元，支持并行编程和执行;此外，产品内置128KB SRAM，支持紧耦合存储器(TCM)以存储实时控制核心代码，从而显著提升运行效率;另外还拥有6通道DMA模块，有助于减轻CPU负担，实现更高效数据传输。　　优化信号采集，灵敏感测输入单元　　G32R501 集成了丰富的高性能模拟和信号处理外设，为复杂实时控制应用提供了强大支持：　　3个12 位ADC(3.45MSPS 采样率)　　可准确、高效地采集和处理多个模拟信号，从而显著提升系统数据吞吐量和响应速度。　　7个内置12位参考DAC的比较器　　支持跳闸功能，可对输入电压电平进行实时监控，确保系统的安全性与稳定性。　　7个增强型捕捉模块(CAP)　　其中2 个支持高分辨率捕捉(HRCAP)功能，可实现高精度的信号捕获，适用于高速动态控制场景。　　2个增强型正交编码器脉冲(QEP)模块　　支持CW(顺时针)/CCW(逆时针)运行模式，满足精密电机控制需求，提供高精度的位移和速度测量能力。　　4个Σ-Δ滤波器模块(SDF)　　用于提升 ADC 的精度和信噪比，优化信号质量，特别适合高噪声环境下的模拟信号处理。　　增强型控制性能，实现高精准实时控制　　G32R501 通过内置丰富的高精度控制与通信外设，进一步提升了系统性能和应用适配性：　　16个高分辨率PWM通道(150ps分辨率)　　提供极高精度和准确度的控制信号，优化系统性能，同时具备卓越的电源拓扑适应性，能够满足复杂功率管理和动态控制的需求。　　4个灵活逻辑块(FLB)　　通过配置增强型外设互联，为片上控制外设提供高效、灵活的连接性能，从而简化系统设计并提升实时控制效率。　　丰富的通信外设　　集成了UART、CAN、I2C、QSPI和PMBus等多种通信接口，结合多个多路复用选项，能够灵活适配多样化的应用场景，满足工业自动化、新能源、汽车电子等领域的通信需求。　　高安全系统架构，适配中高端应用可靠性需求　　G32R501 在安全性和可靠性方面表现出色，通过多项设计和认证，确保其在严苛环境中的稳定运行：　　双代码安全(DCS)功能　　提供全面的安全防护，防止未经授权的访问和查看片上安全存储器及其他安全资源，确保数据和系统的机密性与完整性。　　多重安全增强功能　　丢失时钟检测电路：实时监测时钟信号，防止时钟异常导致的系统故障。　　看门狗定时器：确保系统在出现异常时能够自动复位，提高运行可靠性。　　寄存器写保护：防止关键配置被意外修改，增强系统稳健性。　　纠错码(ECC)与奇偶校验：为存储器和数据传输提供错误检测与修正能力，提升数据完整性。　　国际认证与环境适应性　　符合 IEC61508 SIL2 安全完整性等级，满足工业控制领域的高安全性需求。　　符合 AEC-Q100 Grade 1 认证标准，适用于汽车电子领域。　　宽工作温度范围(-40℃ ~ 125℃)，在复杂应用场景下亦能保持卓越的实时信号处理性能和稳定性。　　全方位生态支持，加速产品创新升级　　G32R501 提供了完善的生态开发体系，助力工程师高效开发，实现更短的项目落地周期：　　全方位生态支持　　提供多种库资源：驱动库、数学库、中间件、安全库、应用库，满足用户在不同开发阶段的需求。　　支持多任务操作系统和软硬件开发工具，确保开发流程流畅。　　兼容主流 IDE 工具链：KEIL、IAR、Eclipse，方便用户使用熟悉的开发环境。　　丰富的硬件支持　　G32R501 EVAL 评估板：用于完整功能演示和初步方案验证，帮助用户快速上手。　　双电机调试板：为复杂的电机控制应用提供高效调试支持。　　EtherCAT 总线调试板：满足工业通信领域的高性能总线协议调试需求。　　极海实时控制团队还能提供快速响应、全面周到的技术支持服务，可提供48V/50A 双向电源、800W 一拖二微型逆变器、EtherCAT 总线型高压伺服控制器、低压无感双电机、2.2kW 高性能矢量变频器等量产级参考方案，满足各类用户的多场景应用需求。　　随着中国引领的全球“碳中和”及“碳达峰”浪潮，实时控制技术已经融入到了每一个数字控制系统中，极海G32R501系列实时控制MCU的推出，将进一步拓宽边缘AI在更丰富终端应用产品的应用，为数字时代的升级变革再垒砌一块基石。
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　　编码器作为工业自动化与智能制造的核心组件，凭借高精度、实时反馈和智能化控制等特性，广泛应用于机器人、自动化控制、数控机床、电梯、新能源等领域。随着新兴技术的突破、利好政策的推动、以及市场需求的不断攀升，将加速工业编码器国产化、智能化、高精度化发展。　　编码器凭借卓越性能和广阔应用前景，已成为行业发展的核心驱动力之一。极海半导体紧跟行业发展趋势，推出的APM32E030磁电式绝对值编码器参考方案，在保障高精度测量性能的同时，兼顾技术创新与成本优化，丰富的片上资源可满足编码器产品的创新应用需求，并支持协议转换、数据处理、算法补偿等功能，有助于提升工业系统的整体性能和智能化水平。　　可应用于伺服电机、机器人关节电机、AGV小车、机械臂、数控机床、纺织机等领域。　　APM32E030编码器参考方案介绍　　该方案是基于 APM32E030基础拓展型MCU 设计的 17 位磁电式绝对值编码器，适用于角度位置检测的应用场景，主要应用于工业控制、消费电子领域，为系统控制提供准确的位置信息。　　方案特点　　高精度：17 位单圈分辨率，校准前角度精度<±0.5°，校准后角度精度<±0.07°;　　低功耗：16 位多圈信息，电池供电期间，静态平均电流小于 30μA，1100mAh 电池使用寿命至少 5 年;　　通信速率高：RS485 通信速率最高 5Mbps，缩短通信时间，提高数据传输实时性;　　小型化：电路板直径小至 35mm，可应用于 40mm 法兰的伺服电机;　　方案功能　　单圈功能：获取单圈位置的基础功能;　　多圈功能：多圈数据、掉电保持及掉电计圈功能;　　EEPROM ：支持 1kbytes EEPROM 读写功能;　　报警功能：电池电压、磁场过弱、电池电压错误、圈数溢出错误、单圈/多圈错误等预警报警功能。　　方案优势　　高主频：搭载Cortex-M0+内核主控MCU芯片，主频最高可达 72MHz;　　APM32E030芯片特性　　Arm® Cortex®-M0+内核，工作主频72MHz，内置5通道DMA　　Flash 64KB，SRAM 8KB　　模拟外设：12-bit ADC×1通信外设：U(S)ART×2、SPI×2、I2C×2封装：TSSOP20、QFN28/32/48、LQFP32/48/64　　具备较强可移植性和扩展性　　低功耗模式电流小：Stop 模式电流低至 17μA;Standby模式电流低至 5.4μA;　　高速 UART：最高通信速率 6Mbit/s，满足 2.5Mbit/s 或 5Mbit/s 编码器协议应用;　　高速 SPI：最高通信速率 18Mbit/s，可快速读写单圈编码器芯片数据;　　小封装：最小可提供4×4mm QFN28 封装。
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