摘要:电子发烧友网报道(文/莫婷婷)随着工业4.0、智能制造与能源转型的加速推进,工业控制系统对MCU提出了新的高要求:不仅须具备强大的运算能力以支撑复杂的控制算法,还需在复杂环境下保持稳定运行,兼顾能效与安全性。
电子发烧友网报道(文/莫婷婷)随着工业4.0、智能制造与能源转型的加速推进,工业控制系统对MCU提出了新的高要求:不仅须具备强大的运算能力以支撑复杂的控制算法,还需在复杂环境下保持稳定运行,兼顾能效与安全性。
在此背景下,瑞萨电子、纳芯微电子、极海半导体相继发布重磅新品,以满足伺服驱动、PLC、光伏储能、机器人等关键场景的升级需求。
瑞萨电子 RA8T2:1GHz Cortex-M85
9月,瑞萨电子发布其旗舰级工业MCU——RA8T2系列,专为高端电机控制与机器人应用打造。该产品基于1GHz Arm® Cortex®-M85内核(可选配250MHz Cortex-M33协处理器),并集成Arm Helium™技术,显著提升DSP与机器学习推理性能,可支持预测性维护等AI功能。
官方介绍,RA8T2在模拟与控制外设上实现多项突破,包括处理能力、接口、存储等,还专为电机控制优化的功能集。
在处理能力方面,基于Arm® Cortex®-M85处理器以及Arm的Helium™技术,RA8T2为DSP和ML的实现带来性能提升,这能够支持AI功能用于预测电机的维护需求,有助于减少高昂的停机成本。
RA8T2配备双16位ADC(30通道),支持三相电流同步采样,免除软件校正;PWM定时器频率高达300MHz,可生成高分辨率互补波形,并自动插入死区时间;高速比较器与POEG功能可在过流瞬间关闭PWM输出,响应速度达纳秒级。
在通信方面,集成双千兆以太网MAC、EtherCAT从站、CAN FD(8Mbps)及I3C等接口,全面支持TSN与多协议工业网络。此外,多协议兼容性成为刚需,RA8T2 MCU提供了两个带DMA的千兆以太网MAC、一个双端口EtherCAT从站接口,以及其它丰富接口。
尤为关键的是,RA8T2采用1MB高速MRAM(磁阻存储器),写入速度远超传统Flash,且具备近乎无限的擦写寿命,适用于频繁数据记录场景。配合256KB TCM紧耦合内存,确保实时任务低抖动执行。该系列已通过瑞萨FSP软件包全面支持,加速客户在无人机、协作机器人等领域的开发进程。
纳芯微NS800RT113x:200MHz M7内核
9月,纳芯微电子正式推出NSSine™系列全新实时控制MCU——NS800RT113x,面向电机驱动、工业电源、电力电子等对高性能与高实时性要求严苛的应用场景。
该系列产品基于Arm® Cortex®-M7内核,主频高达200MHz,集成自研mMATH数学加速核。官方给出数据:较于M4 内核,M7 内核在 DMIPS/Hz 与 CoreMark/Hz 上分别提升 83% 与 49%。
在显著提升算力的同时,将高性能M7内核MCU的门槛拉至消费级价格区间。官方表示,量产后 NS800RT1135-DQNGY2(封装:QFN32)在1千片采购数量的基础上,含税单价仅需5元人民币起。
在工业控制领域,NS800RT113x展现出卓越的技术优势。其内置80KB TCM支持CPU同频0等待访问,并配备128~256KB带ECC校验的Flash,大幅提升系统可靠性与实时响应能力。配合mMATH加速核,可高效处理三角函数、浮点运算等复杂算法,满足FOC电机控制、数字电源环路调节等高算力需求。
外设方面,NS800RT113x集成14路高精度PWM,其中2路分辨率高达80ps,支持多达8个比较点配置,实现快速波形生成与精准死区控制;高速ADC采样率达4.375Msps,支持双模组21通道同步采集,适用于多相电流检测与故障诊断。此外,片上集成2个CLB(可配置逻辑模块),可硬件实现保护逻辑与时序控制,有效减少外部逻辑器件,降低系统成本与复杂度。
在接口方面,NS800RT113x 系列配备 3 路 UART、2 路 SPI、2 路 I2C 及 1 路 CAN 2.0 接口。
NS800RT113x的推出,标志着纳芯微在工业实时控制MCU领域迈出关键一步,为国产高性价比高性能MCU在工业自动化等核心场景的规模化应用提供了有力支撑。
极海APM32F425/427系列:内置448KB+4KB SRAM
今年1月,极海推出的工业级高性能高性价比MCU APM32F402、以及工业级基础拓展型MCUAPM32E030。极海再次完善产品布局,在今年8月发布了APM32F425/427系列高性能MCU,聚焦伺服驱动、PLC与储能系统等主流工业场景。
APM32F425/427系列在算力、Flash访问效率、ADC性能与通信接口方面实现升级。产品基于Arm Cortex-M4F内核,主频达240MHz,CoreMark性能高达796,Flash支持零等待访问,显著提升代码执行效率。
APM32F425/427系列提升了存储访问控制器(FACC),运算性能及代码执行效率得到提升。官方给出数据:240MHz运行下,非零等待Flash配置Coremark分数 777 (3.24Coremark/MHz),零等待Flash配置Coremark分数796(3.32 Coremark/MHz)。
在模拟性能上,APM32F425/427系列集成高抗噪、高精度ADC,最高支持4Msps的采样率,支持硬件过采样以提升有效位数;配备多路DAC与比较器,满足闭环控制需求。
通信接口极为丰富:除常规UART、SPI、I2C外,还集成Ethernet、CAN、高速USART、高速SPI、高速QSPI、USB OTG等高速通信接口,便于外接FPGA或大容量存储。产品通过HBM 4kV ESD防护与宽压设计(1.8V–3.6V),确保在强电磁干扰环境中稳定运行。
极海同时提供QFN48至LQFP144多种封装,全系列引脚兼容,便于客户平滑升级。配套的APM32F427ZG TINY开发板与完整软件生态,大幅降低开发门槛。该系列精准卡位中高端工业控制市场,成为国产替代的重要选择。
M7门槛降低,工业MCU进入“高性能+高性价比”双轮驱动时代
现代工业设备对MCU的需求已从简单的逻辑控制,转向复杂的多轴协同、高速数据采集与边缘智能决策。例如,在伺服驱动系统中,MCU需在微秒级时间内完成电流采样、PWM波形生成与故障保护响应;在工业机器人中,则要求MCU支持高带宽通信以实现多节点精准同步。
从上面的新品看到,随着工业设备小型化、智能化与成本优化趋势,进一步推动MCU向“高集成、高可靠、高能效”方向演进。
具体来看,工业级MCU需要具备以下特征,一是高主频与强实时性,能够支持复杂控制算法与多任务并行处理。二是高精度ADC与高速PWM,能够支持微秒级电流/电压采样与纳秒级PWM控制。三是丰富通信接口。四是功能安全与抗干扰能力。五是可扩展性与生态支持,便于快速开发与产品迭代。
随着供应链的成熟与全球技术竞争的加剧,工业MCU正从“可用”迈向“好用、易用、智能用”。瑞萨、纳芯微、极海三款新品虽定位不同,却共同指向工业MCU的核心进化方向:更强的实时性、更高的集成度、更优的可靠性与更开放的生态。
来源:核芯产业观察