解鎖機器人關節“芯”時代, 精準控制觸手可及
文:文 / 先楫半導體 HPMicro2025年第二期
在今年國際消費電子產品展(CES 2025)上,中國高性能微控制器產品及嵌入式解決方案提供商上海先楫半導體科技有 限公司(先楫半導體,HPMicro)閃耀登場,發布了專注于機器人運動與控制的高性能MCU產品——HPM6E8Y系列,為火熱的 機器人市場注入新的活力。
文 / 先楫半導體 HPMicro
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HPM6E8Y系列MCU內置RISC-V雙核,集成2個以太網 PHY收發器,不僅支持EtherCAT從控制器(ESC: EtherCAT Slave Controller),還支持多達3個外部端口的時間敏感網 絡(TSN: Time Sensitive Networking)千兆以太網交換機, 同時擁有32通道高分辨率PWM輸出及∑?數字濾波器,為高 精度運動控制系統量身打造出色的硬件平臺。HPM6E8Y系列 能夠確保以太網通信的高度實時響應與極低延遲,完美適用 于小空間、大算力、強通信的高性能伺服電機控制、機器人 運動控制等工業自動化場景,使其成為機器人關節、緊湊型 伺服驅動器等應用的理想之選,進一步提升了系統的集成度 與性能優勢。
1 產品性能
· 高性能RISC-V雙核,主頻高達600MHz
· 高達 2MB SRAM,4MB FLASH, 4Kb OTP
· 千兆以太網交換機,支持TSN,3個外部端口+1個內部 端口
· EtherCAT Slave控制器,3個MAC端口 · 1個千兆以太網MAC控制器
· 2個100Mbps以太網PHY
· 32通道高分辨率PWM控制器,100ps · 增量式和絕對值位置傳感器接口x4
· 串行編碼器輸入/輸出:支持多摩川,BISS-C,ENDAT等
· 8個CAN-FD接口
· 4個16bSARADC · 2個4通道ΣΔ濾波器
· 289MAPBGA,14x14,0.8 pitch · 196MAPBGA,12x12,0.8 pitch · 工作溫度:-40 ~ 105?CTA。
2 應用優勢
(1)全鏈路的高帶寬、高實時性通信
機器人的運動控制需要兼顧通信的高實時性及高帶寬,
以確保機器人能夠迅速響應外部指令和環境變化。HPM6E8Y 系列通過內置的SOC高速總線擴展EtherCAT從站控制器,提 供卓越的通信數據帶寬,完美滿足了從運動控制器到執行器 之間的全鏈路高速通信需求,確保數據傳輸的高效與流暢。
(2)高度集成化
機器人發展的一個重要趨勢是小型化,鑒于各類電子控制 系統的空間有限,需要嚴格控制電路板PCB的面積。HPM6E8Y 系列MCU芯片在提供小尺寸封裝的同時,片上集成了各類模擬 數字接口,甚至集成了通訊接口的物理層收發器,如Ethernet PHY等,可以有效減少外部器件使用,減小PCB尺寸。
(3)精確控制感知系統
伺服電機的精準控制得益于先進的控制感知系統,是實 現機器人精確運動和操作的關鍵。HPM6E8Y系列內置領先的 外設,如擁有100ps的高分辨率PWM模塊,集高速轉換和高 分辨率于一體的16位ADC,Sigma-Delta濾波器,以及片上 DAC,運算放大器,高速比較器等,為運動控制的執行和感 知提供堅實的保障。
(4)高算力,低功耗
機器人運作需要處理大量的傳感器數據,并運行復雜的 運動控制算法。HPM6E8Y系列主頻高達600 MHz,其性能表 現卓越達到了3390 CoreMark?的基準測試分數,同時還具 備1710 DMIPS的處理能力,能夠支持高強度的數據處理和算 法運行,并且在保證性能的同時,實現低功耗設計,以延長 使用壽命或降低能耗。
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