TI、ST等頭部廠商今年推出的新品MCU盤點，附實戰(zhàn)方案

發(fā)布時間：2024-12-19 閱讀量：693 來源: 我愛方案網(wǎng) 作者: bebop

受益于AIOT、工業(yè)控制、汽車電子等應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，全球MCU市場規(guī)模和出貨量觸底反彈。據(jù)Yole研究的最新數(shù)據(jù)，全球MCU市場在2023年已達到約229億美元規(guī)模，并預計以5.3%的年復合增長率持續(xù)增長，至2028年將達到320億美元。在2024年，市場與技術(shù)的雙重驅(qū)動下，MCU市場迎來了更加激烈的競爭，各大頭部廠商都推出了非常有競爭力的新品MCU。

新一代MCU的推出往往伴隨著技術(shù)創(chuàng)新，如更高效的處理器架構(gòu)、更先進的制程技術(shù)、更優(yōu)化的功耗管理等，這些創(chuàng)新無疑為智能終端設(shè)備的發(fā)展注入新的活力，給下游的應(yīng)用場景帶來更多可能。

本文將梳理2024年全球頭部MCU廠商發(fā)布的主要新品，并推薦其具體應(yīng)用案例，供AIoT設(shè)備開發(fā)商選擇參考。

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一、ST首顆AI MCU

近日，意法半導體（STMicroelectronics）宣布正式推出其首款集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU）的STM32微控制器系列——STM32N6。

STM32N6系列基于先進的16nm FinFET工藝，搭載32位Arm Cortex-M55 CPU，最高支持0.8GHz運行頻率，并配備了Neo-Chrom 2.5D GPU、4.2MB嵌入式SRAM、H.264視頻編碼器以及硬件JPEG編解碼器，為用戶提供強大的處理能力和圖像處理能力。

STM32N6系列的亮點之一是其內(nèi)置的意法自研Neural-ART專用NPU。該NPU在1GHz時可提供高達0.6TOPS的AI算力，這使得STM32N6系列在機器學習性能上比傳統(tǒng)高端STM32 MCU提升了600倍，特別適合實時神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理應(yīng)用，如計算機視覺、音頻處理和傳感器驅(qū)動等領(lǐng)域。

二、TI推出支持邊緣 AI 的 MCU

TI也同步推出了集成神經(jīng)處理單元 (NPU) 的實時微控制器產(chǎn)品系列，可實現(xiàn)高精度、低延遲的故障檢測的TMS320F28P55x 系列 C2000? MCU 。

TMS320F28P55x 系列 MCU 使用集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元 (NPU) 運行卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (CNN) 模型，能夠減輕主 CPU 的負擔，因此其延遲時間比軟件實現(xiàn)低 5 到 10 倍，因而可實現(xiàn)更快、更準確的決策。此外，在集成 NPU 上運行的模型可通過訓練學習和適應(yīng)不同的環(huán)境，幫助系統(tǒng)實現(xiàn)高于 99% 的故障檢測準確率.

TMS320F28P55x系列的主要應(yīng)用領(lǐng)域是電機驅(qū)動器，電器，混合動力、電動和動力總成系統(tǒng)，太陽能和電動汽車充電，數(shù)字電源，車身電子裝置與照明，測試與測量。

三、NXP i.MX RT700

恩智浦半導體（NXP）也推出了全新的i.MX RT700跨界MCU，旨在為AI邊緣計算提供強勁的支持。i.MX RT700的亮點在于集成的eIQ Neutron NPU，該處理單元專為AI和機器學習應(yīng)用而優(yōu)化，相較于通用處理器可以實現(xiàn)172倍的性能提升，且能效表現(xiàn)也優(yōu)異。借助eIQ機器學習軟件開發(fā)環(huán)境，開發(fā)者可以輕松將如TensorFlow Lite等機器學習框架轉(zhuǎn)化為適合在NPU上加速的計算圖。這種便捷的開發(fā)流程，使得從傳統(tǒng)嵌入式應(yīng)用向智能化管理轉(zhuǎn)型變得更加高效。

四、兆易創(chuàng)新GD32G5系列MCU

兆易創(chuàng)新在近期推出了具有豐富多樣的數(shù)字模擬接口資源的GD32G5系列MCU，廣泛適用于數(shù)字電源、充電樁、儲能逆變、變頻器、伺服電機、光通信等多元化場景。

GD32G5系列MCU采用Arm? Cortex?-M33高性能內(nèi)核，主頻高達216MHz。內(nèi)置高級DSP硬件加速器和單精度浮點單元(FPU)；集成了硬件三角函數(shù)加速器(TMU)，支持10類函數(shù)計算；還集成了濾波算法(FAC)、快速傅里葉(FFT)等多類硬件加速單元，大幅提升處理效率。

GD32G5系列MCU集成了一系列豐富外設(shè)資源。支持4個12位ADC采樣速率高達5.3MSPS，具備高達42個通道；還支持4個12位DAC，其中2個采樣率高達15MSPS；以及8個快速比較器(COMP)等一系列高精度模擬外設(shè)以支持各類電機電源控制場景所需。

實戰(zhàn)方案

基于GD32G5系列高性能MCU的3.5kW直流充電樁方案

（圖源兆易創(chuàng)新）

方案由兩顆MCU控制三級架構(gòu)，包括LLC、Buck/Boost和逆變/PFC。其中，LLC的開關(guān)頻率為100kHz，Boost/Buck和逆變/PFC的開關(guān)頻率均為20kHz。在并網(wǎng)充電模式下，方案可將220VAC市電電壓轉(zhuǎn)換為24V直流電壓為電池包進行恒流或者恒壓充電，最大功率500W；在離網(wǎng)供電模式下，可將20~27.2V電池電壓逆變?yōu)?20VAC市電電壓，最大功率達1kW。該方案可廣泛適用于戶外露營、航拍攝影、移動辦公、應(yīng)急充電、應(yīng)急救災(zāi)、醫(yī)療搶險等多種場景。

五、先楫HPM6E00

先楫推出一款專為工業(yè)以太網(wǎng)和電機控制而生的跨界MCU產(chǎn)品HPM6E00系列。該系列MCU集成了德國倍福公司（Beckhoff）正式授權(quán)的EterhCAT 從站控制器 (ESC: EtherCAT Slave Controller)、高性能RISC-V內(nèi)核CPU，以及豐富的運動控制外設(shè)。

HPM6E00系列是國內(nèi)首款擁有德國倍福公司正式授權(quán)的EtherCAT從站控制器的高性能MCU產(chǎn)品，具備高性能運動控制、高實時工業(yè)以太網(wǎng)互聯(lián)的特性，提供RISC-V雙核、多達3端口千兆以太網(wǎng)路由模塊，支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和時間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN: Time-Sensitive Networking)，普遍適用于高性能伺服電機控制、機器人運動控制、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等場景。

實戰(zhàn)方案

先楫HPM6E00伺服驅(qū)動器整機方案

先楫HPM6E00伺服驅(qū)動器支持單相AC~90V- AC~253V 電源供電，配合100W~750W 高響應(yīng)伺服電機（電機搭配17位絕對值編碼器），實現(xiàn)全閉環(huán)功能，電機運行安靜平穩(wěn)。該方案支持適配電機、支持EtherCAT總線控制，支持DI輸入和DO輸出，具備過流、過壓、過載等保護。該方案應(yīng)用于電子制造、鋰電、機械手、包裝、機床等行業(yè)的自動化設(shè)備，以其高性能實現(xiàn)快速精確的位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和生產(chǎn)效率。方案整套代碼開源可交付，更方便工程師設(shè)計開發(fā)相應(yīng)方案。

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