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국산 로봇 주 제어 칩: 고성능은 뒤지지 않고, 국내 교체는 적시에

출시일 : 2022. 1. 8.

국산 로봇 주 제어 칩: 고성능은 뒤지지 않고, 국내 교체는 적시에
국산 로봇 주제어 칩
수많은 해외 ​​일류 제조사의 로봇 제어 칩에 대해 이야기하다가 드디어 국내 반도체 제조사로 시선을 돌렸습니다. 현재로서는 컨트롤보다 나은 MCU가 여전히 국내 로봇 제조사들의 1순위 선택이라고 보여지며, 국내 반도체 제조사들이 가장 로봇을 응용한 분야이기도 하다. 결국 단일 산업용 로봇에 내장된 컨트롤러의 약 80%는 평균적으로 MCU이고 나머지는 MPU 및 DSP와 같은 고성능 처리 구성 요소입니다.
우선 시장 잠재력이 크고 수익이 높은 로봇 응용 분야에서 드라이버 칩은 여전히 ​​앞서 언급한 브랜드가 대부분이지만 '국내 대체'는 실로 국내 MCU 제조사들에게 큰 사업 기회를 창출했다. 많은 국내 MCU 제조사들이 ARM Cortex-M4 시리즈로 대표되는 제품들로 로봇 시장에 진출하고 있으며, 비용 사이클 등 여러 요인의 영향으로 다양한 로봇 제조사들에게 사랑받고 있다. 로봇 드라이버 칩. 그럼 국내 로봇 어플리케이션의 MCU부터 시작하겠습니다.
자오이 이노베이션 GD32F4
Zhaoyi의 혁신적인 GD32 시리즈는 산업 제어 및 모터 드라이브와 같은 다양한 분야에서 사용되었으며 전체 시리즈에는 M3 코어, M4 코어, M23 코어 및 RISC-V 코어가 있습니다. 여기에서 우리는 GD32Cortex-M4 코어가 있는 GD32F4 시리즈 제품을 선택합니다. 성능은 많은 국제 제조업체의 M4 코어 제품과 비교하여 어떻습니까?
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(출처: Zhaoyi 혁신)
위 그림과 같이 GD32F4 시리즈는 168MHz의 고주파수, 3MB의 플래시 메모리, 192KB의 SRAM을 갖춘 Enhanced 시리즈에 속합니다. STM32F4 시리즈의 고성능 제품은 주주파수 170MHz, 플래시 메모리 2MB, SRAM 384KB를 갖고 있는데 비해 GD32F4 시리즈의 성능은 뒤떨어지지 않는다. GD32F4 시리즈는 Zhaoyi의 혁신적이고 진보된 특허 gFlash 메모리 기술을 통합하고 메모리 구성에서 매우 높은 설계 유연성을 제공합니다.
향상된 고성능 시리즈인 GD32F4 시리즈는 산업 수준의 애플리케이션을 충족하기 위해 최대 3개의 12bit1Msps ADC, 10개의 범용 16비트 타이머 및 1개의 PWM 고급 타이머를 갖추고 있습니다. 이 시리즈의 고성능 및 풍부한 주변 장치는 그것을 달성했으며 나머지는 모든 MCU의 최우선 순위이기도 한 전력 소비를 최대한 줄이는 것입니다. GD32F4 시리즈에는 3가지 절전 모드가 있어 고성능 및 저전력 소비를 최대한 고려하여 저전력 애플리케이션에 대한 절전 모드 해제 지연과 에너지 소비 사이의 최적화를 극대화할 수 있습니다.
내셔널 테크놀로지 N32G455
ARM Cortex-M 시리즈 32비트 프로세서 코어와 축적된 SoC 칩 연구 개발 기술을 기반으로 내셔널 테크놀로지는 고집적, 고성능, 저전력 MCU 제품을 연마했습니다. N32G455 시리즈는 국가 기술 범용 MCU의 향상된 제품 시리즈입니다.
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(출처: 내셔널 테크놀로지)
N32G455 시리즈는 주 주파수가 144MHz인 32비트 ARMCortex-M4 코어를 채택하고 부동 소수점 연산과 DSP 명령어를 지원하며 512KB의 온칩 FLASH와 144KB의 SRAM을 갖고 있다. 전자와 비교하여 스토리지는 이 시리즈의 주요 방향이 아니라 높은 통합입니다. 스토리지 암호화, 사용자 파티션 보호, 보안 부팅과 같은 다양한 보안 기능을 지원하는 17개의 고성능 아날로그 장치, 18개의 디지털 통신 인터페이스 및 10개 이상의 내장 암호화 알고리즘 하드웨어 가속 엔진이 있습니다. N32G455 시리즈의 특징은 안전성과 고집적도입니다.
풍부한 통합은 4x12bitADC(@5Mbps), 2x12bitDAC(@1Mbps), 내장형 프로그래밍 가능 이득 증폭 기능이 있는 rail-to-rail OP-AMP 및 고속 아날로그 비교기와 같은 아날로그 주변 장치의 통합에도 반영됩니다. 로봇 제어 성능을 향상시키기 위해 기본 및 일반 타이머를 기반으로 N32G455 시리즈에는 보완 PWM 출력을 위한 6.9ns 제어 정확도를 가진 2개의 16비트 고급 타이머도 장착되어 있습니다.
N32G455 시리즈는 고집적과 안정적인 제어로 인해 대부분의 현재 산업용 로봇 드라이버에 적응할 수 있으며 마지막으로 이 시리즈의 전력 소비를 살펴봅니다. 대기 상태는 3.3V에서 3uA이며, 정상적인 작업 조건에서 90uA/MHz의 소비 전력은 실제로 높지 않습니다. 내셔널 테크놀로지는 M7 코어 제품도 판촉하고 있는 것으로 알려졌는데, 앞으로 점점 더 높은 유연성과 확장성을 갖춘 협동로봇을 위해 M7 코어의 구동 및 제어 칩을 기대해볼 만하다.
스마트 마이크로 MM32
Smart Micro는 중국 ARMMCU의 강점 중 최고이며 그 제품은 산업 자동화에도 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 여기에서 두 가지 시리즈의 Smart Micro가 선택됩니다. 우리가 이 시리즈에서 찾고 있는 로봇 칩은 가능한 한 고성능과 높은 연산 능력을 가진 모든 주요 제어 칩이지만 여기에서는 여전히 MM32SPIN222C를 꺼냅니다. MM32SPIN 시리즈의 MM32SPIN222C는 산업용 로봇의 소형 조인트에 널리 사용되며, M0 코어의 MM32SPIN222C의 연산 성능은 M4, M7과 비교할 수 없지만 현재 수준에서는 그다지 필요하지 않습니다. 지능형 산업용 로봇 컴퓨팅 파워.

(출처: 스마트 마이크로일렉트로닉스)
MM32F3270은 고성능 ArmCortex-M3를 코어로 사용하며 최대 동작 주파수는 120MHz에 달할 수 있다. 기본 요구 사항에는 512KB의 플래시와 128KB의 RAM이면 충분합니다. 이 일련의 I/O 포트 및 주변 장치도 매우 풍부하며 2개의 I2C 인터페이스, 3개의 SPI 인터페이스, 3개의 I2S 인터페이스 및 8개의 UART 인터페이스, 3개의 12비트 ADC(1us 변환 시간), 2개의 12비트 DAC, 2개의 비교기입니다.
제어 기능을 향상시키기 위해 이 시리즈에는 16비트 카운터, 4개의 캡처/비교 채널, 상보형 PWM이 있는 3상 상보형 PWM 발생기로 구성된 범용 타이머 외에 2개의 고급 타이머가 장착되어 있습니다. -시간 삽입 출력. PWM 발생기로 사용될 때 변조 능력은 0-100%를 커버합니다.
MM32 시리즈는 또한 많은 절전 모드를 구현하여 가능한 한 전력 소비를 줄여서 요구되는 저전력 소비, 짧은 시작 시간 및 다중 웨이크업 이벤트 간의 최상의 균형을 달성할 수 있습니다.