半導體

極海G32R501實時控制 MCU 跨域新境界丨面向新一代高效能高實時控制設備

ainet.cn   2025年01月08日

極海首款基于Arm® Cortex®-M52雙核架構(gòu)的實時控制MCU——G32R501在極海渠道合作伙伴大會現(xiàn)場正式發(fā)布。該系列新品基于40nm先進工藝制程,支持雙內(nèi)核高效協(xié)同,集成高性能感知、豐富控制外設和靈活外設互聯(lián)系統(tǒng),是面向新能源逆變器、工業(yè)自動化、商業(yè)電源、新能源汽車等場景中高端應用研發(fā)的高性能實時控制MCU產(chǎn)品,旨在從芯片端解決實時控制系統(tǒng)對更高效率、更高功率密度、更高精度和更高可靠性的設計挑戰(zhàn),其應用范圍覆蓋光伏/儲能逆變器、充電樁電源模塊、服務器電源、車載OBC、UPS、伺服控制器、機器人等。

極海實時控制產(chǎn)品線高級產(chǎn)品經(jīng)理Louis在發(fā)布會現(xiàn)場表示:

“新能源汽車、儲能、智能駕駛、機器人與智慧能源等應用領域在過去和未來都將保持高速發(fā)展,推動新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展、實現(xiàn)終端應用優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新,是極海布局實時控制MCU的初心,G32R501系列實時控制MCU已實現(xiàn)部分指標上的國際領先水平。”

雙核革新架構(gòu)設計

支持高能效、低延遲系統(tǒng)設計

G32R5系列采用最新Arm v8.1-M架構(gòu)設計的Arm® Cortex®-M52雙核CPU,支持同構(gòu)雙核并行工作,可同時執(zhí)行高性能計算任務和實時控制任務,工作主頻高達250MHz,實時算力可媲美800MHz的Cortex-M7內(nèi)核產(chǎn)品;內(nèi)置單/雙精度浮點運算單元(FPU),支持Arm HeliumTM技術(shù),顯著增強高級數(shù)字信號處理(DSP)能力和機器學習(ML)應用性能,將AI算力帶入更低成本、更低功耗應用產(chǎn)品中;同時通過支持自定義數(shù)據(jù)通路CDE接口,可擴展極海自主研發(fā)的紫電數(shù)學指令擴展單元,在指令集層面支持三角函數(shù)、傅里葉變換、復雜數(shù)學等多種數(shù)學計算加速,大幅縮短數(shù)學計算時間、降低CPU訪問延時,從而提升系統(tǒng)整體實時性和智能化。

G32R501支持最高640KB Flash,其中Flash分為512KB和128KB兩個獨立存儲單元,支持并行編程和執(zhí)行;此外,產(chǎn)品內(nèi)置128KB SRAM,支持緊耦合存儲器(TCM)以存儲實時控制核心代碼,從而顯著提升運行效率;另外還擁有6通道DMA模塊,有助于減輕CPU負擔,實現(xiàn)更高效數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)化信號采集

靈敏感測輸入單元

G32R501 集成了豐富的高性能模擬和信號處理外設,為復雜實時控制應用提供了強大支持:

3個12 位ADC(3.45MSPS 采樣率)

可準確、高效地采集和處理多個模擬信號,從而顯著提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量和響應速度。

7個內(nèi)置12位參考DAC的比較器

支持跳閘功能,可對輸入電壓電平進行實時監(jiān)控,確保系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

7個增強型捕捉模塊(CAP)

其中 2 個支持高分辨率捕捉(HRCAP)功能,可實現(xiàn)高精度的信號捕獲,適用于高速動態(tài)控制場景。

2個增強型正交編碼器脈沖(QEP)模塊

支持CW(順時針)/CCW(逆時針)運行模式,滿足精密電機控制需求,提供高精度的位移和速度測量能力。

4個Σ-Δ濾波器模塊(SDF)

用于提升 ADC 的精度和信噪比,優(yōu)化信號質(zhì)量,特別適合高噪聲環(huán)境下的模擬信號處理。

增強型控制性能

實現(xiàn)高精準實時控制

G32R501 通過內(nèi)置豐富的高精度控制與通信外設,進一步提升了系統(tǒng)性能和應用適配性:

16個高分辨率PWM通道(150ps分辨率)

提供極高精度和準確度的控制信號,優(yōu)化系統(tǒng)性能,同時具備卓越的電源拓撲適應性,能夠滿足復雜功率管理和動態(tài)控制的需求。

4個靈活邏輯塊(FLB)

通過配置增強型外設互聯(lián),為片上控制外設提供高效、靈活的連接性能,從而簡化系統(tǒng)設計并提升實時控制效率。

豐富的通信外設

集成了UART、CAN、I2C、QSPI和PMBus等多種通信接口,結(jié)合多個多路復用選項,能夠靈活適配多樣化的應用場景,滿足工業(yè)自動化、新能源、汽車電子等領域的通信需求。

高安全系統(tǒng)架構(gòu)

適配中高端應用可靠性需求

G32R501 在安全性和可靠性方面表現(xiàn)出色,通過多項設計和認證,確保其在嚴苛環(huán)境中的穩(wěn)定運行:

  • 雙代碼安全(DCS)功能

  • 提供全面的安全防護,防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和查看片上安全存儲器及其他安全資源,確保數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的機密性與完整性。
  • 多重安全增強功能

  • 丟失時鐘檢測電路:實時監(jiān)測時鐘信號,防止時鐘異常導致的系統(tǒng)故障。

  • 看門狗定時器:確保系統(tǒng)在出現(xiàn)異常時能夠自動復位,提高運行可靠性。

  • 寄存器寫保護:防止關(guān)鍵配置被意外修改,增強系統(tǒng)穩(wěn)健性。

  • 糾錯碼(ECC)與奇偶校驗:為存儲器和數(shù)據(jù)傳輸提供錯誤檢測與修正能力,提升數(shù)據(jù)完整性。

  • 國際認證與環(huán)境適應性

  • 符合 IEC61508 SIL2 安全完整性等級,滿足工業(yè)控制領域的高安全性需求。

  • 符合 AEC-Q100 Grade 1 認證標準,適用于汽車電子領域。

  • 寬工作溫度范圍(-40℃ ~ 125℃),在復雜應用場景下亦能保持卓越的實時信號處理性能和穩(wěn)定性。

全方位生態(tài)支持

加速產(chǎn)品創(chuàng)新升級

G32R501 提供了完善的生態(tài)開發(fā)體系,助力工程師高效開發(fā),實現(xiàn)更短的項目落地周期:

  • 全方位生態(tài)支持

  • 提供多種庫資源:驅(qū)動庫、數(shù)學庫、中間件、安全庫、應用庫,滿足用戶在不同開發(fā)階段的需求。

  • 支持多任務操作系統(tǒng)和軟硬件開發(fā)工具,確保開發(fā)流程流暢。

  • 兼容主流 IDE 工具鏈:KEIL、IAR、Eclipse,方便用戶使用熟悉的開發(fā)環(huán)境。

  • 豐富的硬件支持

  • G32R501 EVAL 評估板:用于完整功能演示和初步方案驗證,幫助用戶快速上手。

  • 雙電機調(diào)試板:為復雜的電機控制應用提供高效調(diào)試支持。

  • EtherCAT 總線調(diào)試板:滿足工業(yè)通信領域的高性能總線協(xié)議調(diào)試需求。

極海實時控制團隊還能提供快速響應、全面周到的技術(shù)支持服務,可提供48V/50A 雙向電源、800W 一拖二微型逆變器、EtherCAT 總線型高壓伺服控制器、低壓無感雙電機、2.2kW 高性能矢量變頻器等量產(chǎn)級參考方案,滿足各類用戶的多場景應用需求。

隨著中國引領的全球“碳中和”及“碳達峰”浪潮,實時控制技術(shù)已經(jīng)融入到了每一個數(shù)字控制系統(tǒng)中,極海G32R501系列實時控制MCU的推出,將進一步拓寬邊緣AI在更豐富終端應用產(chǎn)品的應用,為數(shù)字時代的升級變革再壘砌一塊基石。

G32R501系列實時控制MCU現(xiàn)已正式量產(chǎn)派樣,可提供QFN56、LQFP64/80/100等多種封裝選擇

(來源Geehy極海半導體)

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