【技术】先楫HPM系列MCU及工业4.0全面解决方案Q＆A

时间： 2023-10-01 来源：先楫半导体HPMicro公众号

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先楫半导体（HPMicro）参与了2023年7月中旬由媒体及ADI主办的《第二届工业技术控制论坛》。直播当天及视频上线之后，收到了众多热心网友的提问，本文把大家都关心的一些问题及先楫的答复整理如下，供大家参考。

Q1：先楫半导体是否支持多种电机类型，如直流电机、步进电机、交流感应电机等？

是的，先楫半导体的芯片可以控制多种类型的电机。先楫不止提供电机控制用MCU，还提供软件和硬件的解决方案，如开源的1μs电流环代码、1拖4的伺服方案、步进电机FOC控制、软硬解码RDC等。

Q2：HPM是否支持多种反馈方式，例如电流反馈、速度反馈和位置反馈等？这些反馈方式是否能够提高系统的控制精度？

是的，HPM系列MCU具有16b ADC、Sigma-Delta接口和位置反馈接口QEI，可以支持各种反馈信号，如电机电流反馈、电压反馈。即将推出的HPM5300在编码器的接口上更具备特色，既可以支持SIN、COS类输入，也可以支持Tamagawa、Endat等输入。

Q3：HPM是否支持外部编码器反馈？

当然会支持，我们可以支持总线类编码器输入，也支持光感、磁感类传感器的输入，针对旋变，我们也有软解码和硬解码方案支持。除了支持丰富的编码器输入，我们的MCU也能做编码器处理MCU，可以支持多种编码协议，如Tamagawa、Endat 2.1， Endat 2.2, Biss-C等。

Q4：方案如何实现远程监控？

远程监控可以通过RS485，以太网，外接WIFI/4G/5G/NB-IOT模块等多种方式，结合物联网技术实现。

Q5：工业4.0时代，先楫半导体有没有主打方向，或者有没有好的机遇？

工业4.0是先楫半导体发展的重要方向。在这个领域，我们为客户提供整体的解决方案，比如在运动控制部分，先楫半导体的产品可以为运动控制的客户提供丰富的Roadmap，满足驱控一体、多轴控制、编码器等各种需求。除了运动控制，我们在机器人、3D打印等细分领域也都提供产品或方案。

Q6：HPM的最高输出速度能达到多少取决于电机的类型还是？

主要取决于电机类型，我们MCU算力方面完全能支持高速电机的要求，比如我们提供的伺服方案，我们的电流环处理时间已经小于1μs。

Q7：HPM是否支持多种工作模式，例如速度控制、位置控制和力矩控制等？它们之间有什么区别和优劣势？

速度控制应用于电机稳速控制，位置控制用于伺服位置控制，力矩控制多用于电机加减速和多电机同步。先楫半导体产品的高性能和强外设可以满足客户的不同需求。

Q8：HPM的控制精度是是否受到控制方式、反馈方式等因素的影响？

HPM支持硬件双精度浮点运算，可以确保绝大多少运算和控制保持高精度，远高于常用的转速和电流、电压反馈精度。

Q9：HPM产品的保护功能有哪些，例如过流保护、过压保护等？

先楫半导体的产品内置了多个DAC和模拟比较器，客户可以根据自己需要设定电压、电流保护。在每个PWM模块上，我们有多达6个FAULT信号，可以在快速关断PWM的输出，实现对功率部分的有效保护。

Q10：HPM的尺寸和重量对于应用有什么要求？它们如何影响系统的性能和成本？

先楫半导体的产品高度集成多种和多个外设单元，有效降低PCB面积和重量，同时提高系统集成度和降低成本。

Q11：想问下采用的RISC-V内核产品跟普通32位的MCU有什么大的差异呢？

目前市场上常见的32位MCU是ARM内核和RISC-V内核的，全球RISC-V内核的出货量已经达到100亿颗。RISC-V和ARM内核的架构和指令集不同，但对于芯片用户来讲，二者使用上没太大差距。因为先楫半导体已经提供了完整的SDK包和驱动库，用户采用C/C++进行代码设计，和ARM是没有太大差别的。

Q12：HPM的控制器是否支持多台驱动器联动控制？如果支持，它们之间的通信方式是什么？

先楫半导体多个系列的产品可以实现同一个芯片驱动四个电机的应用，此时不需要进行外部通信。如果涉及外部联动，可以通过以太网、CAN、SPI、UART等通信接口实现。

Q13：是否支持CAN总线通信？它与其他通信方式相比有什么优势？

先楫目前量产的所有系列MCU都支持CAN总线，支持2~4路CANFD。相比于UART，SPI等接口，具有传输距离远、抗干扰强等优点，适用稳定性要求高的场景，如汽车等。

Q14：先楫的HPM的最大输出转矩是多少，它与输出功率之间有什么关系？

这个跟驱动的电机型号、驱动的功率电路、驱动算法等有关，跟HPM的MCU的相关性不大，我们提供的高算力MCU可以实现各种算法，为实现高性能电机驱动助力。

Q15：我看HPM64G0 的主频达到1GHz这个水平应该很高了，实际应用中会达到这个数值吗？

HPM64G0的主频可以达到1GHz，在一些消费类电子产品中，有可能会需要较高主频；如果不需要高主频，也可以降低频率使用，具体要视客户需求及应用场景而定。

Q16：HPM的噪声水平咋样啊，会不会对电机和系统的性能产生负面影响？

噪声受硬件设计等多方面影响，遵循先楫半导体的硬件设计指南进行设计后，HPM的内部噪声不会对电机和系统的性能产生负面影响。

Q17：如何实现工业物联网？

先楫半导体的HPM6700/HPM6400/HPM6300系列都支持以太网，全系列都有比较丰富的外设资源如UART等，可通过以太网或者外挂WIFI/4G/5G/NB-IOT等模块的方式，实现工业物联网。

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