高效能+低功耗雙軌并進(jìn)，工控MCU助力工業(yè)4.0

隨著工業(yè)革命4.0的到來(lái)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正在引領(lǐng)整個(gè)制造業(yè)的“數(shù)字化運(yùn)動(dòng)”。工廠自動(dòng)化帶來(lái)提升生產(chǎn)效率，質(zhì)量穩(wěn)定，并有效解決有限人力的困境。從產(chǎn)線自動(dòng)化到智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，生產(chǎn)過(guò)程中使用機(jī)器人、機(jī)械手臂助力，驅(qū)動(dòng)科技快速發(fā)展。

然而要實(shí)現(xiàn)真正的智能工廠，要從全面性的系統(tǒng)化、互聯(lián)網(wǎng)化及自動(dòng)化來(lái)著手，借由智能設(shè)備的數(shù)據(jù)收集、分析、決策，再結(jié)合ERP、MES系統(tǒng)整合大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，以可視化方式具體呈現(xiàn)，使管理者能夠隨時(shí)掌握工廠狀態(tài)、調(diào)整，落地實(shí)現(xiàn)智能制造，加速推動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工廠自動(dòng)化升級(jí)，將老舊的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行可程序化邏輯控制器(PLC)和傳感器(Sensor)對(duì)接，利用Sensor前端采集資料，可視化的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過(guò)通訊設(shè)備將資料傳輸至控制器做實(shí)時(shí)監(jiān)控，最后回傳到云端管理，形成完整的工業(yè)聯(lián)網(wǎng)。

工業(yè)MCU可以輕易實(shí)現(xiàn)上述功效，利用MCU的高運(yùn)算、體積小、低成本特性，執(zhí)行硬設(shè)備的通訊、邊緣運(yùn)算、實(shí)時(shí)反應(yīng)和馬達(dá)控制等功能，在現(xiàn)有的設(shè)備上安裝嵌入式或非嵌入式的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，加速推動(dòng)傳統(tǒng)工廠轉(zhuǎn)型。

AT32 MCU導(dǎo)入IIoT設(shè)備應(yīng)用

目前Arm?處理器內(nèi)核作為工業(yè)和汽車(chē)系統(tǒng)中高集成、低成本MCU的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，特別是ARM? Cortex?-M4 32-bit MCU，除了繼承Cortex-M3內(nèi)核優(yōu)勢(shì)，內(nèi)建數(shù)位信號(hào)處理器(DSP)，可選擇附加單精度浮點(diǎn)單元(FPU)，讓Cortex-M4擁有高精度復(fù)雜的運(yùn)算能力，且具有可訪問(wèn)性的優(yōu)勢(shì)，易于開(kāi)發(fā)人員易編寫(xiě)軟件。

Cortex-M4 32-bit MCU能有效改善低延遲、精確度及電力管理等問(wèn)題，將傳統(tǒng)MCU功能簡(jiǎn)化集中至單一芯片，并提供大容量?jī)?nèi)存，靈活彈性運(yùn)用，優(yōu)化系統(tǒng)成本。同時(shí)提供開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)便于工程設(shè)計(jì)人員開(kāi)發(fā)，帶來(lái)高效處理、實(shí)時(shí)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)分析和安全控制等功能。

為確保工廠設(shè)備安全和機(jī)器的連續(xù)運(yùn)作，精確的類(lèi)比信號(hào)控制至為關(guān)鍵，必須在規(guī)范的時(shí)間內(nèi)控制信號(hào)，通過(guò)快速處理大量的數(shù)據(jù)，做出實(shí)時(shí)反應(yīng)和控制。特別是在數(shù)十萬(wàn)轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用上，因電機(jī)轉(zhuǎn)速快電流頻率高、電機(jī)線圈電感小，需要提供高頻、高解析的PWM電壓，方能使電機(jī)高效穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

雅特力AT32F435/437系列MCU，采用最高主頻288MHz，支援FPU浮點(diǎn)運(yùn)算，內(nèi)建超大容量4032KB Flash和高達(dá)512KB SRAM，讓CPU能以零等待周期訪問(wèn)（讀/寫(xiě)），且內(nèi)嵌自動(dòng)時(shí)鐘校準(zhǔn)(ACC)模塊，ACC可校準(zhǔn)高速內(nèi)部時(shí)鐘HICK 48 MHz，并保證HICK在芯片可操作溫度范圍內(nèi)的最佳準(zhǔn)確度，滿足各種運(yùn)動(dòng)控制和智能控制對(duì)高運(yùn)算力、高精度的需求。

零等待Flash映射區(qū)塊

AT32 MCU將豐富的外設(shè)如CAN總線、UART、SPI/I2S、ADC、多元用途定時(shí)器等外圍元件整合成單片機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)高階軟件編程進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立在彈性的硬件區(qū)塊上，針對(duì)不同應(yīng)用需求進(jìn)行軟件設(shè)定，具備可擴(kuò)充性和系統(tǒng)兼容性，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。

除上述多元接口外，還包含雙DMA控制器、兼容IEEE-802.3 10/100Mbps以太網(wǎng)絡(luò)和USB OTG等，提高資料傳輸效率和可靠性；并建立完整的系統(tǒng)生態(tài)鏈，包含開(kāi)發(fā)環(huán)境、實(shí)時(shí)作業(yè)系統(tǒng)(RTOS)以及通過(guò)雅特力驗(yàn)證的第三方軟件資源，并符合國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定的IEC-60730國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如此強(qiáng)大豐富的資源及便利性，有助于產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)上市。

AT32 MCU可搭配標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的擴(kuò)充板，適用于快閃存儲(chǔ)器編程和運(yùn)行控制的內(nèi)置調(diào)試接口，快閃存儲(chǔ)器(QSPI)具備高讀取頻寬，加速高效能嵌入式系統(tǒng)的資料存取及編輯，完成系統(tǒng)的快速編程執(zhí)行，通過(guò)先進(jìn)制程技術(shù)，集成更大容量SRAM進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，執(zhí)行復(fù)雜的系統(tǒng)代碼與彈性應(yīng)用。

AT32F403A/407系列及AT32F435/437系列，提供256~4032KB Flash、96~512KB SRAM超大存儲(chǔ)器選用，靈活應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，如化工、塑料、紡織、包裝、印刷、中央空調(diào)、環(huán)保設(shè)備等生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備。

AT32 M4/M0+ MCU 家族

未來(lái)工業(yè)化的設(shè)備將增加更多控制程序和傳感器來(lái)提升安全性，這些都需要大量的計(jì)算能力。例如，設(shè)備上增加異常檢測(cè)功能，在即將發(fā)生災(zāi)難性的故障前，提前進(jìn)行預(yù)防保養(yǎng)，確保設(shè)備發(fā)生故障時(shí)工廠仍能安全地運(yùn)作，減少工廠停機(jī)時(shí)間，并增加多種通訊方式。或是在工廠自動(dòng)化升級(jí)中，實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表和數(shù)據(jù)傳送功能的低功耗電磁流量計(jì)與電流表，節(jié)省人力資源和提升效率。

AT32WB415系列采用低功耗(BLE)藍(lán)牙5.0，集成藍(lán)牙射頻(RF)收發(fā)器與基帶(baseband)功能所組成的無(wú)線通訊型MCU，作為工廠建設(shè)首選；由于工廠設(shè)備需隨時(shí)處在聯(lián)網(wǎng)情況下，能源管理為一大挑戰(zhàn)，須解決低運(yùn)行功耗和低待機(jī)功耗等問(wèn)題，AT32L021系列主頻采用72MHz，片上集成了豐富的外設(shè)外圍，且擴(kuò)展了1個(gè)采樣率高達(dá)2 Msps的12位ADC，幾乎所有的I/O接口可容忍5V輸入訊號(hào)，適用于高速數(shù)據(jù)采集、工業(yè)及電機(jī)控制，且芯片于待機(jī)模式下可達(dá)約1uA，深度睡眠模式約20uA的優(yōu)異功耗表現(xiàn)。