Блог компании ST STM32V863ZJ Высокопроизводительный 18-нм микроконтроллер серии STM32V8 для автоматизации производства и робототехники

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. поставляет STСТМ32В863ЗДЖи серия STM32V8 — высокопроизводительные 18-нанометровые микроконтроллеры, которые подходят для автоматизации производства и робототехники.

Поскольку Индустрия 4.0 уже прочно утвердилась, оборудование для автоматизации производства и интеллектуальные роботы предъявляют строгие требования к контроллерам с точки зрения вычислительной мощности в реальном времени, стабильности, точности сети и адаптации к окружающей среде. Традиционные микроконтроллеры, ограниченные производственными процессами и архитектурными характеристиками, изо всех сил пытаются удовлетворить многочисленные требования, такие как высокоточное управление движением, периферийная обработка ИИ, высокоскоростные промышленные сети и стабильная работа в сложных рабочих условиях. СТСТМ32В863ЗДЖ, запущенныйШэньчжэньская компания электроники Mingjiada, Ltd.,— флагманский микроконтроллер серии STM32V8. Используя передовой технологический процесс 18 нм FD-SOI и совершенно новое высокопроизводительное ядро ​​Arm Cortex-M85, он преодолел барьеры производительности традиционных MCU и MPU. Созданный специально для высокотехнологичных промышленных приложений, таких как автоматизация производства и промышленная робототехника, он представляет собой новое поколение высокопроизводительных микросхем промышленного управления.

I. Основной процесс и архитектура: 18-нм техпроцесс меняет стандарты производительности промышленных микроконтроллеров

СТМ32В863ЗДЖявляется одним из первых в отрасли микроконтроллеров промышленного класса, в которых используется 18-нм техпроцесс FD-SOI (полностью обедненный кремний на изоляторе). По сравнению с традиционными промышленными микроконтроллерами, изготовленными по 40- и 28-нм техпроцессу, он обеспечивает квантовый скачок в трех ключевых областях: вычислительная мощность, энергопотребление и устойчивость к помехам. Этот передовой процесс в сочетании с запатентованной технологией встроенной памяти с фазовым изменением (PCM) STMicroelectronics значительно повышает интеграцию и эффективность работы чипа, сохраняя при этом исключительный контроль энергопотребления, что делает его идеально подходящим для требований долгосрочной и непрерывной работы в промышленном оборудовании.

СТМ32В863ЗДЖоснащен 32-битным процессорным ядром Arm Cortex-M85 с максимальной тактовой частотой 800 МГц. Он включает в себя технологию векторного расширения Arm Helium, обеспечивающую более чем в шесть раз большую производительность при цифровой обработке сигналов (DSP) и выводе машинного обучения по сравнению с ядром Cortex-M7 предыдущего поколения, а также 20-кратное увеличение производительности скалярной обработки, тем самым полностью устраняя болевые точки, связанные с традиционными промышленными микроконтроллерами, а именно недостаточную вычислительную мощность и неспособность поддерживать периферийные интеллектуальные вычисления. Будь то сложные алгоритмические расчеты для многосуставного скоординированного движения в робототехнике, высокоточный контроль времени для производственных линий автоматизации производства или анализ данных датчиков в реальном времени, устройство может достигать времени отклика в миллисекундном или даже микросекундном диапазоне, обеспечивая поддержку базовой вычислительной мощности для интеллектуальной модернизации высокопроизводительного промышленного оборудования.

II. Надежная аппаратная конфигурация: комплексные возможности, подходящие для высокопроизводительных промышленных сценариев

1. Высокоемкая и высоконадежная система хранения данных.

СТМ32В863ЗДЖимеет 4 МБ встроенной энергонезависимой памяти (eNVM) большой емкости в сочетании с высокоскоростной SRAM с функцией коррекции ошибок ECC. Это обеспечивает стабильное хранение сложных программ управления, моделей машинного обучения, параметров устройств и данных журналов, исключая ошибки и потери данных в сложных промышленных электромагнитных средах. Он также поддерживает попеременные обновления в двух областях хранения, что позволяет обновлять встроенное ПО по беспроводной сети (OTA) без необходимости простоев или отключений электроэнергии. Это значительно повышает эффективность эксплуатации и обслуживания средств автоматизации производства и роботов, обеспечивая требования к круглосуточной бесперебойной работе промышленного оборудования.

2. Высокоскоростная промышленная сетевая периферия

Чтобы удовлетворить требования к промышленным сетям и связи устройств,СТМ32В863ЗДЖобъединяет полный набор высокопроизводительных промышленных периферийных устройств для создания высокоскоростной системы связи, подходящей для всех сценариев. Оснащенный TSN (Time-Sensitive Networking) со скоростью 1 Гбит/с, он поддерживает высокоточную промышленную синхронизацию времени и работу в сети реального времени с малой задержкой, удовлетворяя потребности в связи в реальном времени кластеров промышленных роботов и распределенного управления интеллектуальными производственными линиями, с точно контролируемой задержкой связи и исключительной надежностью; В стандартной комплектации он поставляется с интерфейсами промышленного уровня, такими как FD-CAN, I3C, высокоскоростной SPI и UART, что обеспечивает совместимость с подавляющим большинством промышленных датчиков, сервоприводов, энкодеров и других периферийных устройств, обеспечивая исключительную адаптируемость. Он также оснащен высокоскоростным интерфейсом USB PHY для удовлетворения различных требований, таких как высокоскоростная загрузка данных с промышленного оборудования и расширение периферийных устройств.

3. Графика и возможности взаимодействия человека и машины

СТМ32В863ЗДЖвключает в себя механизм ускорения графики Chrom-ART, аппаратный кодек JPEG и контроллер TFT LCD. Он поддерживает бесперебойную работу промышленных сенсорных экранов высокой четкости и человеко-машинных интерфейсов (HMI), позволяя напрямую реализовывать проекты визуального взаимодействия для панелей управления промышленными роботами и центральных терминалов управления в автоматизированном оборудовании. Это устраняет необходимость в дополнительных чипах графической обработки, тем самым упрощая аппаратную архитектуру и снижая общую стоимость системы.

III. Надежность промышленного уровня: подходит для суровых и сложных производственных условий

Цеха промышленной автоматизации и роботизированная операционная среда обычно характеризуются суровыми условиями, такими как высокие температуры, электромагнитные помехи, колебания напряжения, пыль и вибрация, что предъявляет чрезвычайно высокие требования к стабильности и отказоустойчивости контроллеров.СТМ32В863ЗДЖпрошел строгую калибровку промышленного уровня и обладает исключительной адаптируемостью к окружающей среде, с диапазоном допуска температуры перехода ядра от -40°C до +140°C. Он может стабильно работать в условиях экстремальных температур, например, в высокотемпературных цехах и закрытых отсеках оборудования, устраняя такие проблемы, как тепловое регулирование, сбои и неисправности системы.

Используя преимущества, присущие 18-нм техпроцессу FD-SOI,СТМ32В863ЗДЖобеспечивает превосходную устойчивость к радиации и электромагнитным помехам. Он способен эффективно противостоять электромагнитным помехам, создаваемым промышленными частотно-регулируемыми приводами, серводвигателями и другим оборудованием, обеспечивая точное выполнение команд управления и стабильную, безошибочную передачу данных. Кроме того, чип соответствует стандартам безопасности PSA Level 3 и SESIP Level 3. Он объединяет механизм аппаратного шифрования и технологию изоляции безопасности TrustZone, обеспечивающую программное шифрование для промышленного оборудования, защиту данных и контроль доступа к устройствам. Это эффективно защищает от вторжений в промышленные сети и риска взлома программ, обеспечивая безопасную и стабильную работу промышленных производственных систем.

IV. Углубленная адаптация к конкретным сценариям: расширение возможностей основных приложений в области автоматизации производства и робототехники

1. Управление промышленными роботами

В таких устройствах, как шестиосные промышленные роботы, коллаборативные роботы и мобильные роботы,СТМ32В863ЗДЖиспользует свою сверхвысокую вычислительную мощность для эффективной обработки сложных вычислений, включая алгоритмы управления многосуставными движениями, оценку позы и планирование траектории. Опираясь на TSN Ethernet, он обеспечивает скоординированную связь между несколькими модулями робота, обеспечивая точность движения и скорость реакции. Он также поддерживает локальное развертывание легких моделей искусственного интеллекта, обеспечивая функции периферийного интеллекта, такие как распознавание зрения робота, обнаружение препятствий и интеллектуальное предотвращение препятствий, тем самым помогая роботам перейти от традиционных автоматизированных операций к интеллектуальным, автономным операциям.

2. Оборудование производственной линии автоматизации производства

Для оборудования автоматизации производства, такого как интеллектуальные сборочные линии, автоматизированное сортировочное оборудование, системы сервоуправления и терминалы сбора данных с интеллектуальных датчиков,СТМ32В863ЗДЖобеспечивает высокоточное управление временем, скоординированное планирование работы нескольких устройств, а также анализ в реальном времени и загрузку огромных объемов данных датчиков. Его высоконадежные коммуникационные возможности поддерживают объединение в сеть распределенных промышленных систем управления, а функция онлайн-обновления отвечает требованиям итеративной оптимизации оборудования производственной линии, значительно сокращая время простоя производственной линии и затраты на техническое обслуживание, а также повышая эффективность автоматизации производства и удобство эксплуатации.

3. Промышленные интеллектуальные терминалы и управление энергопотреблением

СТМ32В863ЗДЖсовместим с промышленными терминалами человеко-машинного интерфейса, оборудованием для управления энергопотреблением в цехах, интеллектуальными шлюзами промышленного управления и аналогичными устройствами. Используя возможности графического ускорения, он обеспечивает визуализацию операций; Используя свою высокоскоростную связь и вычислительную мощность, он осуществляет сбор, анализ, передачу и управление оборудованием, тем самым помогая заводам в достижении интеллектуального производства и модернизации цифрового управления.

V. Краткое изложение основных преимуществ продукта

Благодаря шести ключевым преимуществам — передовому 18-нм техпроцессу, сверхвысокой вычислительной мощности 800 МГц, надежности промышленного уровня, высокоскоростному подключению во всех сценариях, аппаратной защите безопасности и интегрированным возможностям графической обработки —СТМ32В863ЗДЖпреодолевает узкие места производительности традиционных промышленных микроконтроллеров. По сравнению с промышленными микросхемами управления того же класса он сочетает в себе высокую производительность, низкое энергопотребление, высокую стабильность и высокую степень интеграции, отвечая строгим требованиям высококлассных промышленных сценариев без необходимости использования сложных периферийных схем. Это эффективно упрощает проектирование оборудования, сокращает циклы исследований и разработок, а также снижает общее энергопотребление и затраты.

СТМ32В863ЗДЖточно адаптирован для удовлетворения растущих технологических требований автоматизации производства и интеллектуальной робототехники. Являясь предпочтительным чипом для высокопроизводительных устройств промышленного управления и периферийного интеллекта в эпоху Индустрии 4.0, он обеспечивает надежную техническую поддержку для высокопроизводительных, интеллектуальных и сетевых обновлений промышленного оборудования.