匠芯创发布M6800方案独创HCL硬件电流环，实现精准高效电机控制

时间： 2024-05-09 来源：匠芯创科技公众号

技术问答

一直以来，传统的伺服产品选择将硬件电流环放在FPGA里，这样的硬件方案需要消耗MCU更多引脚资源用于和FPGA进行数据传输，双芯片占用板子面积，导致PCB布局布线困难；再者，使用FPGA后也会增加产品成本，不利于市场竞争，始终为行业和客户所困扰。

匠芯创科技M6800系列产品独创Hardware Current Loop（HCL）硬件电流环。创新性地采用独立于CPU的运行模式，使其有效提升电流环带宽，释放更多的算力资源。可实现单颗M6800方案取代MCU+FPGA的架构，是实现伺服电机控制的电流环算法硬件化的关键一环。

图 1

功能模块：

●Clarke变换

●Park变换

●防积分饱和PID

●Ipark变换

●死区补偿

●SVPWM计算和处理

特点：

●HCL将软件电流环算法固化在芯片里，且独立于CPU运行，有效提升系统整体执行效率；

●通过内部测试，整个硬件电流环执行周期仅为200ns，完全做到PWM占空比立即更新，从而大大提高了电流环的带宽，充分提升系统的快速响应和鲁棒性；

●支持增量式编码器和绝对式编码器，单圈分辨率高达16777216ppr。

HCL操作步骤

第一步：初始化HCL

void HCL_Init(void)

{

U16 INV_PWM_TBPRD = 10000；hcl_cmu_init();

hcl_set_opm(0, HCL_OPM2);//Mode2,电角度选择编码器反馈的电角度

hcl_set_posm(0, TA_POS);//选择绝对式编码器
hcl_set_udm0(0, 0); //Mode0 D轴电压

hcl_set_uqm0(0, 1475); //Mode0 Q轴电压 0.045

hcl_set_epwmprd(0, INV_PWM_TBPRD);//电流环周期100us

hcl_set_maxduty(0, (INV_PWM_TBPRD - 5));//设置最大占比

hcl_set_minduty(0, 5);//设置最小占空比//PWM时间常数,3.2768 = _IQ(1)/ INV_PWM_TBPRD

hcl_set_timeconst(0, _IQ(1.0));

hcl_set_curcal(0, _IQ10(1.0)); //电流增益校正

//set qaxi-pid

_iq kp = _IQ(0.1983);

_iq ki = _IQ(0.0244);
hcl_set_qpidkp(0, kp);//设置q轴pid比例系数初值

hcl_set_qpidki(0, ki); //设置q轴pid积分系数初值

hcl_set_qpidmax(0, _IQ( 0.9)); //设置q轴pid输出最大值

hcl_set_qpidmin(0, _IQ(-0.9)); //设置q轴pid输出最小值

hcl_set_intgsep(0, _IQ( 0.9));//0.9

hcl_set_iqref(0, _IQ(0.0)); //设置q轴pid给定初值
//set daxi-pid

hcl_set_dpidkp(0, kp); //设置d轴pid比例系数初值

hcl_set_dpidki(0, ki); //设置d轴pid积分系数初值

hcl_set_dpidmax(0, _IQ( 0.125)); //设置d轴pid输出最大值

hcl_set_dpidmin(0, _IQ(-0.125)); //设置d轴pid输出最小值

hcl_set_idref(0, _IQ(0)); //设置d轴pid给定初值

hcl_dtcmp_en(0);//死区补偿打开

hcl_set_dtcomp(0, 0);//死区补偿值为0

hcl_set_dtflt(0, 262); //死区补偿滤波时间

hcl_en(0);//打开硬件电流环}

第二步初始化ADC

void ADC_Init(void)

{

//初始化ADC0

adc_q1_trig_sample_num(0, SMP_1_NODE); //设置ADC0队列1有一个采样点

adc_q1_node0_set(0, ADCCH4); //设置转换通道

adc_hcl_en(0); //使能HCL自动获取ADC0转换值

adc_pre_set(0, 0x1); //ADC0预充设置为1

adc_smp_rate_set(0, SMP_RATE_1MHZ); //设置ADC0采样频率

adc_q1_cvra_en(0); //使能EPWM事件A作为ADC0转换触发信号

adc_q1_int_en(0); //使能ADC0队列1转换结束中断

adc_en(0);//使能ADC0
//初始化ADC1

adc_q1_trig_sample_num(1, SMP_1_NODE); //设置ADC1队列1有一个采样点

adc_q1_node0_set(1, ADCCH5); //设置转换通道

adc_hcl_en(1); //使能HCL自动获取ADC1转换值

adc_pre_set(1, 0x1);//ADC1预充设置为1

adc_smp_rate_set(1, SMP_RATE_1MHZ); //设置ADC1采样频率

adc_q1_cvra_en(1); //使能EPWM事件A作为ADC1转换触发信号

adc_en(1); //使能ADC1}

第三步在EPWM中断服务程序里面给硬件电流环赋值；本例中采样EPWM0，中断周期为100us，将速度环PID输出值赋给硬件环即可，剩下的电流环算法自动由硬件完成，无需CPU干预。

//EPMW0周期中断服务程序

void EPWM_IRQHandler_isr(void)

{

u32 epwm_sts;

epwm_sts = Glb_Pwmcs_Regs.GLB_EPWM_INT_STS.all;//判断是否epwm0中断

if((epwm_sts & EPWM0_INT_PEND) == EPWM0_INT_PEND)

{

pi_spd0.Ref = speed_ref; //速度环PID给定值

pi_spd0.Fbk = speed_fack; //速度环PID反馈值

pi_cal(&pi_spd0); //速度环PID计算

hcl_set_idref(0,0); //硬件电流环Id轴的给定给定为0

hcl_set_iqref(0,pi_spd0.Out); //硬件电流环Iq轴的给定为速度环的pid输出值(*EPWM[0]).PWM_EVNT_CLR.bit.PWM_INT_CLR = 0x1 //清除中断标志

}

Hardware Current Loop（HCL）硬件电流环从硬件配置方案和软件性能上，全方位提升算力，实现运动控制系统性优化升级，为提升终端产品竞争力提供坚实的技术支持与成本优势。

未来，我们将持续完善M6800系统化解决方案，为更多行业客户提供可持续、长周期的技术和生态支持。

广东匠芯创科技有限公司，立足于RISC-V SoC芯片设计、工业控制、多媒体人机交互、人工智能等核心技术，致力于成为世界一流的泛工业应用芯片解决方案供应商。

公司创始团队历经多次创业成功，具有丰富的公司管理、团队管理以及企业成功上市经验。公司核心成员在多媒体、人工智能、通信、存储、SoC芯片设计等方面具有丰富的经验，曾经设计的多种芯片产品获得全球市场份额第一。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由三年不鸣转载自匠芯创科技公众号，原文标题为:匠芯创M6800方案独创HCL硬件电流环，实现精准高效电机控制，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【应用】国产车规级高效率降压DCDC芯片用于电机控制器，内置过压、过温保护功能，输入电压可达60V

电机控制系统由于其功能十分强大，设计也比较复杂，辅助供电部分则需要一颗强大的DCDC芯片作为供电方案。本文介绍芯洲科技SCT2632Q在电机控制系统中的应用。

应用方案发布时间 : 2022-12-30

【应用】64KB FLASH的安全加密芯片HSC32I1用于伺服电机控制器，支持多种加密算法保护知识产权

客户某伺服电机控制器，需要对其内部主控芯片的程序运行过程进行监测，对重要数据进行加密保护的需求。本文介绍国产宏思电子的物联网安全加密芯片HSC32I1相关优势及特性，供读者参考。

应用方案发布时间 : 2023-03-14

匠芯创智能显示MCU D12x系列芯片在家电HMI上的应用：主频高达400MHz，提供丰富图形引擎

匠芯创ArtInChip D12x系列芯片是一款基于RISC-V架构的工业级高性能微控制器芯片（MCU），专为嵌入式应用设计，特别适合智能家电中的人机交互界面。该系列芯片具备丰富的互联功能模块、强大的计算处理能力、优越的图形显示能力以及低功耗特性，是智能家电HMI解决方案的理想选择。

应用方案发布时间 : 2024-08-14

研讨会2024高算力SOC/MCU新技术研讨会

描述- 9月26日直播，带来SOC，DSP，MCU，AFE，IMU等高算力及周边产品，分享在机器人，多模态感知，AI，低空无人机，自动驾驶，视觉惯性里程计，微型逆变器，光伏储能，智慧医疗，数字健康，光模块等领域应用，点击了解报名

活动发布时间 : 2024-07-04

复旦微电子携FPAI芯片—FMQL100TAI及软硬一体全栈方案亮相世界人工智能大会，助力安防等传统行业智能升级

9月1至3日，2022年世界人工智能大会在上海举行，上海复旦微电子集团股份有限公司再次精彩亮相，向大众展示复旦微电基于自研FPAI芯片的人工智能解决方案，为安防、工业、农业、物流等传统行业的智能化升级带来无限可能。

厂牌及品类发布时间 : 2022-09-07

时钟芯片在人工智能领域的应用

时钟芯片是一种微电子设备，用于产生精确的时间信号。人工智能（AI）作为当今科技领域最热门的技术之一，正在逐步渗透到我们的日常生活中。在这个过程中，时钟芯片的应用起到了不可忽视的作用。本文赛思将详细探讨时钟芯片在人工智能领域的应用及其潜力。

技术探讨发布时间 : 2024-09-05

广东匠芯创科技有限公司，作为中国工业控制芯片的研发企业，立志成为世界一流工业应用芯片方案领导者。公司创始团队历经多次创业成功，具有丰富的公司管理、团队管理以及企业成功上市经验。公司核心成员在多媒体、人工智能、通信、存储、SoC芯片设计等方面具有丰富的经验。

MPU 人机交互MPU MCU 微处理器 RISC-V芯片 HMI SoC芯片工业控制SoC芯片工业实时以太网芯片

授权代理商 - 世强先进（深圳）科技股份有限公司线上商城技术资料

展开

高性能模拟芯片在工业控制领域的优势分析

在当今快速发展的工业控制领域，科技的进步使得各种设备的性能不断提高，而高性能模拟芯片则成为了这一进程中的关键因素。那么，为什么这些工业芯片在现代工业控制中扮演着如此重要的角色呢？本文领慧立芯就来和大家深入探讨一下。

技术探讨发布时间 : 2024-08-30

启英泰伦（Chipintelli）三代人工智能语音芯片/语音模块选型指南

目录- 语音识别芯片语音模块

型号- CI-D03GS02S,CI-D02GS07J-BT,CI-D02GS02S,CI-D02GS01J,CI-C22GS02S,CI1122,CI1301,CI1312,CI-D03GS01J,CI1302,CI1303,CI-C22GS02J,CI2305,CI2306,CI1306

选型指南 - 启英泰伦 - V1.01 - 2022/10/28 PDF 中文下载查看更多版本

匠芯创（ArtInChip）MCU/MPU芯片选型表

描述- 匠芯创科技成立于2019年，总部位于横琴粤澳深度合作区。公司立足于RISC-V SoC芯片设计，产品广泛应用于工业自动化、新能源、汽车电子、物联网关、边缘计算等领域，致力于成为世界一流的工业应用芯片解决方案供应商。

型号- M6805SNDA,M6805SPDA,D131BBS,D133EBS,D211BBX,D211DBV,D21X,D211BBV,D133CBS,M6802SNCA,D12X系列,D13X,D211DBX,M680X系列,M6805SNDS,G73X,D132ENS,D121BAV,M6806SPES,M6802SNCS,D21X系列,M680X,D121BBVN,D131BAS,D211BCV,M6806SPEQ,M6806SNES,G73X系列,D121BAVN,D211DCX,D13X系列,D211BCX,D211DCV,D12X,D213ECV,M6805SPDS,D213ECX,M6801SPCS,M6806SPEA,M6806SNEA,D121BBV,M6801SPCA,G730EES,G730CES

选型指南 - 匠芯创 - 2023/10/25 PDF 中文下载

极海电机控制专用芯片及应用

型号- APM32M3514C8T7,APM32F035C8T7,APM32M3514C8U7,GHD,APM32系列,APM32,GHD3440PF,GHD系列,GHD1620T,GHD3440QE,GHD3440,GHD3125R,APM32F035,GHD3440R5,GHD3440R3,GHD3440RX,GHD3440R,APM32F035K8T7,APM32M3514

应用及方案 - 极海半导体 - Jul-2024 PDF 中文下载

沁恒基于青稞RISC-V内核的MCU和自研PHY的USB/蓝牙/以太网接口芯片，适用于计算机手机周边、工业控制、物联网

型号- CH32X035F8U6,CH32X035G8R6,CH32V303RCT6,CH32V103R8T6,CH32V103C6T6,CH32F203K8T6,CH32V203F8U6,CH32F205RBT6,CH32F203C8T6,CH32V203G8R6,CH532,CH531,CH545,CH547,CH546,CH549,CH548,CH32V208WBU6,CH32V208RBT6,CH32F103R8T6,CH32V003J4M6,CH32F103C6T6,CH32F203RCT6,CH32V305RBT6,CH32L103,CH541,CH543,CH32V003F4P6,CH32F103C8U6,CH32X035C8T6,CH32V303RBT6,CH32V208GBU6,CH32V307RCT6,CH32V203K8T6,CH32L103F8P6,CH592,CH32V203C8T6,CH591,CH32V307WCU6,CH32X035F7P6,CH522,CH525,CH527,CH32C035,CH32V203G6U6,CH32V307,CH32F203C8U6,CH32V203C8U6,CH32V203F6P6,CH521,CH32V203RBT6,CH578,CH32V303VCT6,CH577,CH579,CH32F203CBT6,CH32V103C8T6,CH32V003A4M6,CH32X033F8P6,CH32L103F7P6,CH32F203C6T6,CH571,CH573,CH32F103C8T6,CH32V103C8U6,CH32X035G8U6,CH32V003F4U6,CH32L103K8U6,CH32L103C8T6,CH32F208RBT6,CH32V208,CH581,CH583,CH32F203VCT6,CH32F208WBU6,CH582,CH32X035R8T6,CH32V208CBU6,CH555,CH558,CH557,CH559,CH32V303CBT6,CH32L103F8U6,CH32V305FBP6,CH32V203K6T6,CH32V203C6T6,CH552,CH32V307VCT6,CH551,CH554,CH567,CH569,CH568,CH32L103G8R6,CH32F207VCT6,CH561,CH563,CH32V203F8P6

商品及供应商介绍 - 沁恒 - 2023/8 PDF 中文下载

灿芯半导体受邀参加2024国际AIoT生态发展大会，展示在“人工智能+无线连接”的成果，打造智能生活新体验

在当今这个科技飞速发展的时代，人工智能（AI）与无线连接技术的融合开启了一个全新的智能无线时代，从智能家居、智慧零售到智慧城市，从智能安防到智慧医疗等领域，这一创新组合正以前所未有的速度和深度改变着我们的生活和工作方式，推动社会向智能化、自动化迈进。

厂牌及品类发布时间 : 2024-08-15

匠芯创D133CBS芯片主频高达480MHz，搭载1MB零延时SRAM，是工业HMI的理想主控芯片

匠芯创ArtInChip D133CBS芯片凭借其高速处理能力、大内存、强大的RTT实时系统、多样的通信接口、高级EPWM控制以及优秀的静电防护能力，成为工业HMI产品中的理想主控芯片。简化的PCB设计进一步提升了其在市场中的竞争力，为用户提供了高效率、高稳定性和高性价比的产品选择。

产品发布时间 : 2024-02-22

【视频】沁恒基于青稞RISC-V内核的MCU和自研PHY的USB/蓝牙/以太网接口芯片，适用于计算机、手机周边、工业控制、物联网

型号- CH32X035F8U6,CH32X035G8R6,CH32V303RCT6,CH32V103R8T6,CH32V103C6T6,CH32F203K8T6,CH32V203F8U6,CH32F205RBT6,CH32F203C8T6,CH32V203G8R6,CH532,CH531,CH545,CH32X035,CH547,CH546,CH549,CH548,CH32V208WBU6,CH32V208RBT6,CH32F103R8T6,CH32V003J4M6,CH32F103C6T6,CH32F203RCT6,CH32V305RBT6,CH541,CH543,CH32V003F4P6,CH32F103C8U6,CH32X035C8T6,CH32V303RBT6,CH32V208GBU6,CH32V307RCT6,CH32V203K8T6,CH32L103F8P6,CH592,CH32V203C8T6,CH591,CH32V307WCU6,CH32X035F7P6,CH522,CH525,CH527,CH32V203G6U6,CH32V307,CH32F203C8U6,CH32V203C8U6,CH32V203F6P6,CH521,CH32V203RBT6,CH578,CH32V303VCT6,CH577,CH579,CH32F203CBT6,CH32V103C8T6,CH32V003A4M6,CH32X033F8P6,CH32L103F7P6,CH32F203C6T6,CH571,CH573,CH32F103C8T6,CH32V103C8U6,CH32X035G8U6,CH32V003F4U6,CH32L103K8U6,CH32L103C8T6,CH32F208RBT6,CH32V208,CH581,CH583,CH32F203VCT6,CH32F208WBU6,CH582,CH32X035R8T6,CH32V208CBU6,CH555,CH558,CH557,CH559,CH32V303CBT6,CH32L103F8U6,CH32V305FBP6,CH32V203K6T6,CH32V203C6T6,CH552,CH32V307VCT6,CH551,CH554,CH567,CH569,CH568,CH32L103G8R6,CH32F207VCT6,CH561,CH563,CH32V203F8P6

商品及供应商介绍 - 沁恒 PDF 中文下载