兆易创新GD32 MCU为电机驱动提供多维度的解决方案
【导语】自2013年首推32位MCU以来,兆易创新凭借十余年的深耕细作,出货量已突破20亿颗大关。作为国内通用MCU领域的(de)佼(jiǎo)佼(jiǎo)者(zhě),兆(zhào)易(yì)创(chuàng)新(xīn)在(zài)电(diàn)机(jī)驱(qū)动(dòng)与(yǔ)控(kòng)制(zhì)等(děng)多(duō)个(gè)领(lǐng)域持(chí)续(xù)探(tàn)索(suǒ),不(bù)断(duàn)推(tuī)出(chū)创(chuàng)新(xīn)解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)。在(zài)近(jìn)期(qī)举(jǔ)行(xíng)的(de)国(guó)际(jì)电(diàn)机驱动与控制论坛上,兆易创新展示了其在电机驱动领域的最新成果,彰显了其以技术深耕构建全维度竞争力的决心。本文将深入探讨兆易创新的MCU解决方案及其在各领域的应用实践。
自2013年推出首颗32位MCU以来,兆易创新历经十余年深耕,出货量稳步攀升,截至今年上半年,累计出货量已突破20亿颗。作为国内通用MCU领域的领军企业,兆易创新的脚步从未停歇,始终在更多元的应用探索中不懈前行,致力于在产品质量上迈向新高度。
在2025第五届国际电机驱动与控制论坛上,兆易创新MCU市场部陈树敏围绕电机驱动领域的技术突破与应用实践,以《GD32 MCU为电机驱动提供多维度的解决方案》为题发表主题演讲,系统分享了兆易创新在该领域的创新成果与前沿布局。
面向多元领域的解决方案矩阵
电机作为各类电(diàn)子(zi)电(diàn)器(qì)设(shè)备(bèi)不(bù)可(kě)或(huò)缺(quē)的(de)核(hé)心(xīn)部(bù)件(jiàn),其(qí)发(fā)展(zhǎn)空(kōng)间(jiān)很(hěn)大(dà)程(chéng)度(dù)上(shàng)由(yóu)以(yǐ)MCU为(wèi)核(hé)心的电机控制方案所决定。陈树敏表示,兆易创新针对工业、家电、消费电子及新兴市场等不同领域的差异化需求,量身打造了一系列适配性强、性能优异的电机控制解决方案,全面覆盖多场景下的电机驱动与控制需求。
伺服电机在工业领域应用非常广泛。兆易创新的双伺服电机方案,采用ARM Cortex-M4内核的高性能GD32F4作为主控芯片,主频高达240MHz,实现双伺服电机、高集成度低成本控制。这个方案可实现基于14位精度磁编码器定位的FOC磁场定向控制,并采用位置环、速度环、电流环三闭环控制,支持双电阻、三电阻电流采样方式。
EtherCAT伺服从站解决方案是兆易创新在工业领域推出的一款重要方案。该方案以主频高达600MHz ARM Cortex-M7与ESC控制器二合一的GD32H75E为主控芯片,同时满足伺服控制性能和BOM成本的优化。其伺服驱动采用标准CiA 402协议,通过TwinCAT进(jìn)行(xíng)实(shí)时(shí)控(kòng)制(zhì),提(tí)供(gōng)开(kāi)箱(xiāng)即(jí)用(yòng)解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)。该(gāi)方(fāng)案(àn)内(nèi)置(zhì)自(zì)有(yǒu)强(qiáng)化(huà)算(suàn)法(fǎ),可(kě)在(zài)轮(lún)廓(kuò)位(wèi)置(zhì)模(mó)式(shì)(PP)下(xià)采用(yòng)梯(tī)形(xíng)曲线规划。同时,基于芯片内部的HPDF模块,方案能以低成本实现高精度In-line电流的采样。

在消费电子领域,传统打印机需要使用4路高成本步进细分控制芯片,兆易创新3D打印机方案通过ARM Cortex-M7内核的GD32H7,搭配低成本的H桥驱动,实现4轴步进细分控制。其自研的XYZE 4轴细分控制算法,最高实现1024个细分,让正弦波电流同静音效果都得到最大优化。在整体指标上,该方案可媲美市场上主流方案,最高打印速度600mm/s,最大加速度20000mm/s2(某款机型,其他机型需适配实测)。

此外,工具领域中,锂电电钻方案采用Cortex-M4内核的GD32F310系列作为主控,以精简的外围器件实现优异(yì)控(kòng)制(zhì)性(xìng)能(néng),目(mù)前(qián)已(yǐ)在(zài)头(tóu)部(bù)园(yuán)林(lín)工(gōng)具(jù)客(kè)户(hù)中(zhōng)实(shí)现(xiàn)批(pī)量(liàng)生(shēng)产(chǎn)。
面(miàn)对(duì)民(mín)用(yòng)低(dī)空(kōng)飞(fēi)行(xíng)和(hé)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)这(zhè)两(liǎng)大(dà)今(jīn)年(nián)行(xíng)业(yè)热(rè)点(diǎn),兆(zhào)易(yì)创新也带来了相应解决方案。
在民用飞行器的飞控模块上,采用ARM Cortex-M4内核的高性能GD32F4作为主控芯片,主频高达240MHz,支持Betaflight开源平台,电调模块则采用高性价比的GD32E231系列(Cortex-M23内核,主频72MHz),兼容AM32开源软件及兆易创新自研电调控制固件。
针对人形机器人,兆易创新提供全场景解决方案,在灵巧手部分,可通过 GD32E513/GD32G553实现单MCU多电机控制,或采用集成EtherCAT的GD32H75E方案完成手部姿态算法、动作协调与通讯互联;雷达控制部分由GD32F303系列辅助FPGA实现感知功能,GD32F470系列为雷达算法提供算力支持;手臂/腿部关节部位则可通过GD32E513/GD32G553/GD32H7及GDSCN832构建高性能、小体积、多电机的控制方案。

以技术深耕构建全维度竞争力
除了丰富多元的解决方案,兆易创新在算法与开发支持层面同样表现突出。其核心算法已覆盖BLDC与正弦波两大控制领域,所有MCU型号均支持有传感器与无传感器两种定位方式,同时集成无感启动算法及多种保护算法,为电机控制的稳定性与安全性提供坚实保障。在开发套件方面,兆易创新提供了多种入门级电机评估套件,包括针对工业级、消费级、汽车级的FOC套件及常规BLDC套件,用户可通过官网渠道申请获取。更重要的是,其构建了完整的GD32开发生态体系,从产品开发套件、解决方案到IDE&编译器及开发量产工具,全面覆盖市面上各类主流应用场景,为开发者提供全流(liú)程(chéng)支(zhī)持(chí)。

目(mù)前(qián),兆(zhào)易(yì)创(chuàng)新(xīn)已(yǐ)构(gòu)建(jiàn)起(qǐ)完(wán)善(shàn)的(de)量(liàng)产(chǎn)产(chǎn)品矩阵,覆盖从入门级M23内核、主流级M4内核到更高性能的M7内核产品。公司还在各细分领域深耕细作,持续投入资源打磨技术与产品。除电机控制方案外,兆易创新还提供数字电源、IoT等领域的解决方案,并与合作伙伴携手,共同拓展更细分的控制应用场景,为产业发展提供更全面的支持。
关于GD32 MCU
兆易创新GD32 MCU是中国高性能通用微控制器领域的领跑者,中国最大的Arm MCU家族,中国第一个推出的Arm Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M23、Cortex-M33及Cortex-M7内核通用MCU产品系列,并在全球首家推出RISC-V内核通用32位MCU产品系列,已经发展成为32位通用MCU市场的核心之选。以累计超过20亿颗的出货数量,超过2万家客户数量,64个系列700余款产品选择所提供的广阔应用覆盖率稳居中国本土首位。
兆易创新GD32 MCU也是Arm大学计划(University Program,AUP)中国首批合作伙伴、Arm mbed IoT平台生态合作伙伴、RISC-V基(jī)金(jīn)会(huì)战(zhàn)略(è)会(huì)员(yuán)、“兆(zhào)易(yì)创(chuàng)新(xīn)杯(bēi)”中(zhōng)国(guó)研(yán)究(jiū)生(shēng)电(diàn)子(zi)设(shè)计(jì)竞(jìng)赛(sài)的(de)冠名厂商。GD32以打造“MCU百货商店”规划发展蓝图,为用户提供更加全面的系统级产品和解决方案支撑,构建智能化开发平台和完善的产品应用生态。
关于兆易创新
兆易创新科技集团股份有限公司(股票代码603986)是全球领先的Fabless芯片供应商,公司成立于2005年4月,总部设于中国北京,在全球多个国家和地区设有分支机构,营销网络遍布全球(qiú),提(tí)供(gōng)优(yōu)质(zhì)便捷的本地化支持服务。兆易创新致力于构建以存储器、微控制器、传感器、模拟产品为核心驱动力的完整生态,为工业、汽车、计算、消费电子、物联网、移动应用以及通信领域的客户提供完善的产品技术和服务,已通过ISO26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL D体系认证,并获得IEC 61508功能安全产品认证以及ISO 9001、ISO 14001、ISO 45001等体系认证(zhèng)和(hé)邓白氏认证。同时,公司与多家世界知名晶圆厂、封装测试厂建立战略合作伙伴关系,共同推进半导体领域的技术创新。



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