2023年2月17日,高性能嵌入式解决方案领导厂商上海先楫半导体(HPMicro Semiconductor Co., LTD.) 今日发布全新MCU产品HPM6200系列。该系列产品是高性能、高实时、混合信号,双RISC-V 内核的高性能微控制器,主要应用领域包括新能源、储能、电动汽车、工业自动化等,可以在工业和汽车应用中实现高效数字电源和高性能电机控制。

同期先楫半导体也召开了生态技术交流会,本次交流会联合众多合作伙伴,围绕产业技术趋势,聚焦电机、电源、汽车、AI等行业应用开发,通过主题演讲、技术分享、应用演示,助力开发者拥抱绿色新能源世界,更好赋能行业发展。

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从2022年开始,全球消费电子下行趋势明显,MCU行业也受波及。尽管如此,先楫半导体仍看好工业4.0相关的工业自动化、新能源汽车、绿色能源、智能传感器,还有与人类健康的医疗器械、智能硬件等领域的持续增长。目前,针对上述领域的高端控制器芯片一直被国外品牌所垄断,如TI的C2000系列或ST的G4系列等。这类控制器既涉及到传统的电机电源等工控应用,也涉及到新兴的机器人、新能源及汽车等应用,对中国的工业和经济发展有着实实在在的“掐脖子”威胁。

近年来,为了解决供应链安全问题,国产芯片企业奋起直追,在电机和电源类应用的主控制器上已有所突破,但是仅能覆盖低端应用,中高端应用仍处于国产空白。2020年8月,先楫半导体(HPMicro Semiconductor Co., LTD.)成立于上海。作为一家成立不到三年的初创公司,先楫半导体已经推出三款产品系列,分别是HPM6700\6400\6300,保持了高频率的产品发布节奏。本次发布的HPM6200系列产品主要针对特定市场,其产品定位是“超强芯生,为精准控制而生”,主要应用领域涵盖新能源、储能、电动汽车、工业自动化等多个方面。


HPM6200针对哪些应用市场?

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据介绍,HPM6200采用双RISC-V内核,主频达到 600 MHz,性能超过 3390 CoreMark TM和 1710 DMIPS。32KB 高速缓存 (I/D Cache) 和双核共高达 512KB 的零等待指令和数据本地存储器 (ILM / DLM),加上256KB 通用 SRAM,极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。

除了高算力RISC-V CPU,HPM6200系列产品还整合一系列高性能外设以及外扩存储。HPM6200 系列还提供增强 PWM 控制系统,以及用于复杂信号生成的可编程逻辑阵列PLA。集成了AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎和硬件密钥管理器的HPM6200可以支持固件软件签名认证、加密启动和加密执行,可防止非法的代码替换、篡改或复制,进一步提升安全性。

HPM6200的问世可以说是先楫半导体在该领域的破局之作。凭借600MHz主频,加DSP扩展带来的强大算力以及对电机电源定制化的外设,实现了<100ps 精度PWM、多路16bit ADC、∑-Δ滤波以及可编程逻辑阵列等多个技术突破,打破国外垄断,填补了国产空白,让高端电机电源主控国产化变成现实。

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在工业领域,电机驱动是整个自动化的基础应用,如用于CNC机床、机器人的伺服驱动器,用于新能源汽车的主驱、压缩机驱动等。由于这些行业本身的发展和需求增加,对MCU提出了更高的要求,如高算力、高实时性、16为ADC、Ʃ-Δ滤波、单芯片多轴控制等,而这些客户的需求都能在HPM6200上得到很好的满足。所以HPM6200可以说也是为工业电机驱动而定义。尤其HPM6200采用单双核可选、300\600MHz可选,这样能满足高、中、低市场客户的需求,做到更高的性价比。

除了工业市场,储能市场也是近两年兴起的一个新方向。在芯片市场消费电子行情走低的形势下,数字化电网、数字化能源仍然维持着很高的热度。无论是储能、光伏逆变还是车载OBC,数字电源应用对MCU的实时性有很大的要求,不仅需要高主频,还需要强大的模拟能力,如高速高精度的ADC、高性能的PWM、比较器等。储能市场、数字电源同样是先楫半导体最为聚焦的市场之一, HPM6200拥有高达100ps的高分辨率PWM、16bit的ADC以及可编程逻辑阵列PLA,可以为新型的电源系统建设带来诸多可能。比如100ps高精度PWM可以提高电源变换器的效率、提高功率密度、提高性价比;还可单芯片实现多种电源拓扑和单芯片实现多轴电机控制;而16位ADC为客户提高电流、电压等信号的采样精度,提高精度等性能;PLA可以实现丰富、多逻辑的保护,并能独立于CPU运行,大大提高了产品的稳定性。


HPM6200为何能挑战国际品牌?

HPM6200 定位就是 “为精准控制”而生,比如伺服驱动、变频器、储能、太阳能逆变器、充电桩、工业电源等细分领域都在大量的应用。

据了解,目前针对这些领域的高端控制器芯片如TI的C2000、ST的G4系列、Microchip 的dsPIC33系列等,国产芯片很少能进入这个领域。其中TI的C2000大概市占率达到90%以上。这类MCU既涉及到传统的电机电源等工控应用,也涉及到新兴的机器人、新能源及汽车等应用,对中国的工业和经济发展有着实实在在的“掐脖子”挑战。

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HPM6200采用的高分辨率的PWM、高速ADC等器件,已经超过友商同类性能标准。据介绍,HPM6200的高精度PWM是目前世界上最高精度的PWM,达到100皮秒以内。还有16位的ADC、Sigma-delta 滤波,可编程逻辑单元,可以说在模拟领域,先楫半导体的优势要超过不少友商竞品。

除了产品性能,先楫半导体的生态建设也非常完善。先楫半导体是国内第1家买断Segger商用IDE license的MCU公司,为广大的先楫开发者提供免费的商用开发环境。所有先楫产品在推向市场的同时会同步发布SDK、EVK等。SDK由先楫强大的软件团队开发,而且完全开源!SDK里面包含了所有的底层驱动,如CAN、ADC驱动程序等;中间层软件包含以太网、FreeRTOS、等应用层代码;SDK里面还有针对行业的应用软件,如电机控制里面的1us电流环、双千兆以太网透传等实际应用的代码!操作系统方面,先楫半导体适配FreeRTOS、RT-Thread、Zephyr、Open Harmony等针对工业等多个细分领域的主流系统,方便工程师二次开发。

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(HPM6200 开发板)

硬件评估方面, HPM6200 提供一款性价比极高的EVK。EVK带板载调试接口,客户可直接调试,并支持ART-PI接口及先楫电机通用接口,以方便客户扩展应用和移植方案。零售价 298 人民币。此外,先楫半导体还建立了强大的技术支持梯队,包括DFAE,FAE、AE、软件团队等,形成完整的技术支持能力。还组建超过700多人的开发者交流群、24小时内回复的官网技术论坛等在线交流渠道;也定期举行开发者大会、城市技术交流日、技术宣讲直播等活动。这种针对生态的投入力度,可以说在国产MCU中是非常少的。

来源: 芯师爷 作者: