Китайская компания Geehy выпустила первый MCU для энкодеров с точностью угла 0,0001 градуса

Репортаж от Wedoany，Компания Geehy Semiconductor представила свой первый MCU для энкодеров — G32R430. Этот чип построен на ядре Arm Cortex-M52, оснащён собственными аппаратными инструкциями ускорения ATAN, обеспечивает микросекундное вычисление электрического угла и сверхнизкое энергопотребление в режиме ожидания, предлагая локализованное чип-решение для сценариев управления движением, таких как человекоподобные роботы и промышленные сервоприводы.

Под влиянием трёх основных тенденций — Индустрия 4.0, интеллектуальное производство и воплощённый интеллект — индустрия энкодеров движется в направлении высокой точности, низкого энергопотребления, миниатюризации и импортозамещения. В традиционных решениях протокольно-преобразовательные схемы зависят от DSP-модулей, что приводит к высоким затратам и фиксированным алгоритмам; универсальные MCU с трудом сочетают высокоточный АЦП, быстрые вычисления и низкое энергопотребление. G32R430 решает эти проблемы с помощью специализированной архитектуры, обеспечивая интегрированные функции сбора сигналов, вычисления угла и вывода протоколов.

Что касается вычислительной мощности, G32R430 работает на частоте 128 МГц, поддерживает тесно связанную память ITCM и DTCM, а также 4 КБ кэша, обеспечивая доступ к данным без ожидания. Собственные расширенные инструкции ATAN для вычисления электрического угла обеспечивают точность измерения угла лучше 0,0001 градуса, а задержка вывода электрического угла составляет менее 1 микросекунды, что примерно на 40% лучше по сравнению с традиционными решениями. В основном конвейере время выполнения неалгоритмических операций, таких как выборка сигнала и вычисление электрического угла, составляет менее 3 микросекунд. Чип оснащён двумя 16-битными высокоточными АЦП с эффективным числом разрядов дифференциального входа не менее 13,5 бит, что позволяет стабильно поддерживать магнитоэлектрические абсолютные энкодеры с разрешением 17 бит и выше, а также оптические абсолютные энкодеры с разрешением 23 бита. Высокоинтегрированная периферия включает 12-битный АЦП, два 10-битных ЦАП, программируемый аналоговый компаратор, а также интерфейсы связи USART, I2C, SPI, совместимые с протоколами Tamagawa, BiSS-C, SSI и другими. Скорость передачи данных достигает 8 Мбит/с. Один чип может выполнять шесть функций: сбор данных, вычисление угла, компенсацию, многооборотный счёт, вывод протокола и управление низким энергопотреблением.

Что касается энергопотребления, G32R430 предлагает несколько режимов низкого энергопотребления. В режиме Stop энергопотребление составляет менее 15 микроампер, время пробуждения — менее 20 микросекунд; в режиме Standby энергопотребление составляет менее 2 микроампер, время пробуждения — менее 50 микросекунд. Чип поддерживает сверхширокий диапазон рабочего напряжения от 1,7 В до 3,6 В и может питаться напрямую от таблеточной батареи или литиевой батареи, что снижает потери при преобразовании питания. Рабочая температура охватывает диапазон от -40 °C до 105 °C, чип соответствует стандарту функциональной безопасности IEC 61508, а устойчивость к электростатическому разряду (ESD) достигает HBM ±4 кВ и CDM ±1 кВ.

На основе G32R430 компания Geehy представила эталонное решение для осевого магнитоэлектрического абсолютного энкодера с протоколом Tamagawa. Это решение использует архитектуру декодирования аналогового сигнала, напрямую собирая исходные сигналы SIN/COS без необходимости в специализированном DSP-чипе, и выполняет все функции на одном чипе. Общая стоимость компонентов (BOM) снижается на 20–30%. Среднее статическое энергопотребление всего устройства составляет около 14 микроампер. При использовании батареи ёмкостью 1100 мАч теоретический срок службы может превысить 7 лет. Диаметр платы решения составляет всего 35 мм, что позволяет адаптировать её к серводвигателям с минимальным фланцем 40 мм, удовлетворяя требованиям компактных сочленений.

G32R430 может охватывать четыре ключевых сценария: сочленения человекоподобных роботов, промышленные сервоприводы, лифты и AGV, а также портативные прецизионные устройства с батарейным питанием. В робототехнических приложениях этот чип, благодаря микросекундным вычислениям и микроамперному режиму ожидания, поддерживает высокую динамику и длительное время работы; в промышленных сервоприводах он может работать с магнитными энкодерами с разрешением 17 бит и выше или оптическими энкодерами с разрешением 23 бита, при этом общее время основного конвейера составляет менее 11,5 микросекунд, что улучшает реакцию замкнутого контура системы.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com