英領(lǐng)物聯(lián) | 英飛凌微控制器，驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵“大腦”

在英領(lǐng)物聯(lián)系列文章之二——《英飛凌傳感器的“十八般武藝”》里，介紹了英飛凌各種各樣的傳感器以及基于它們的創(chuàng)新應(yīng)用，可謂是打開(kāi)了傳感器的“兵器庫(kù)”，令人大開(kāi)眼界。今天，我們將進(jìn)入“計(jì)算”這一環(huán)節(jié)，看看英飛凌如何擔(dān)當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”。

英飛凌覆蓋物聯(lián)網(wǎng)的五個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：感知、計(jì)算、執(zhí)行、連接、安全

我們知道，“大腦”是人的指揮中樞，負(fù)責(zé)處理各種信息并做出決策。人們用 “無(wú)頭蒼蠅”來(lái)比喻沒(méi)有目標(biāo)方向的亂動(dòng)亂撞，也說(shuō)明思維出現(xiàn)混亂，行動(dòng)也就亂了陣腳。在物聯(lián)網(wǎng)中，一顆“清醒”和“精確”的大腦也尤為重要，它會(huì)處理傳感器采集的各種復(fù)雜的信號(hào)，并生成指令，交由物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入“執(zhí)行”環(huán)節(jié)。

在物聯(lián)網(wǎng)中，負(fù)責(zé)計(jì)算的部件叫做微控制器（MCU），它通過(guò)收集、協(xié)調(diào)、處理、分析傳輸數(shù)據(jù)，可讓產(chǎn)品變得智能。英飛凌提供基于32位Arm?架構(gòu)、32位TriCore?架構(gòu)和其它架構(gòu)的廣泛MCU。2020年英飛凌收購(gòu)賽普拉斯以后，英飛凌的微控制器產(chǎn)品組合中增加了PSoC?系列低功耗和高性能MCU，使得客戶能夠更容易地將英飛凌產(chǎn)品部署到物聯(lián)網(wǎng)中。

微控制器，讓汽車有了“特異功能”

MCU在各類產(chǎn)品中的應(yīng)用無(wú)所不在，無(wú)論是路上的汽車，還是家里的空調(diào)和智能門鎖，以及數(shù)不勝數(shù)的各類工業(yè)產(chǎn)品。它們就像是植入這些產(chǎn)品的“微電腦”，專門處理傳感器采集而來(lái)的各種信號(hào)與數(shù)據(jù)。例如，英飛凌攜手Reality AI打造了一套能讓車輛擁有聽(tīng)覺(jué)能力的先進(jìn)傳感解決方案，這一方案能讓汽車“聽(tīng)到”視線范圍之外的動(dòng)靜，從而發(fā)出預(yù)警。

該解決方案基于XENSIV? MEMS麥克風(fēng)，并結(jié)合AURIX?微控制器（MCU）及Reality AI的“Automotive See-With-Sound”（SWS）系統(tǒng)打造而成。

放下麥克風(fēng)和SWS暫且不表，AURIX?微控制器（MCU）在這一方案中負(fù)責(zé)處理來(lái)自外界的音頻信號(hào)。英飛凌可擴(kuò)展的MCU系列提供從一核到六核的選擇范圍，內(nèi)存高達(dá)16MB，能達(dá)到ISO26262 2018標(biāo)準(zhǔn)的ASIL-D功能安全等級(jí)，并滿足EVITA的全面網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)。AURIX? TC3x還能夠讓汽車廠商靈活的在先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）應(yīng)用中添加X(jué)ENSIV? MEMS麥克風(fēng)。

除此之外，英飛凌AURIX?還提供一系列安全功能，包括內(nèi)置于芯片中的專用安全管理單元（SMU）、適用于惡劣汽車環(huán)境的多種功能，以及成熟可靠的計(jì)算平臺(tái)等。設(shè)計(jì)概念和原型能輕松地從臺(tái)式機(jī)遷移到該嵌入式解決方案，為影響安全的關(guān)鍵ADAS功能提供可靠?jī)?nèi)核。同時(shí)，AURIX?系列還通過(guò)硬件安全模塊（HSM）提供網(wǎng)絡(luò)安全性，防止外部攻擊。

微控制器，讓空調(diào)節(jié)能靜音

不止是汽車，微控制器在空調(diào)等家電設(shè)備中也發(fā)揮著重要作用?？照{(diào)的核心部件是壓縮機(jī)，空調(diào)的控制設(shè)計(jì)與節(jié)能主要也基于壓縮機(jī)，它同時(shí)也是空調(diào)最耗電的部件。為了讓空調(diào)省電，直流變頻空調(diào)應(yīng)運(yùn)而生，它可以根據(jù)室內(nèi)溫度，將壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整到適當(dāng)水平，從而達(dá)到低能耗、低噪音的效果。

機(jī)智的你大概想到了，變頻空調(diào)需要一個(gè)優(yōu)秀的電機(jī)管理系統(tǒng)，通過(guò)電機(jī)控制模塊和電源智能管理，精確控溫，降低能耗。這里說(shuō)說(shuō)我們PSoC 4家族4100S芯片（請(qǐng)注意，賽普拉斯已經(jīng)被英飛凌收購(gòu)了喲），有多款變頻空調(diào)都采用了它。

PSoC 4具有高度可編程的靈活性，并且融合了ARM Cortex-M0+高性能處理核心，成為了高度可擴(kuò)展的處理器平臺(tái)。針對(duì)電機(jī)控制，結(jié)合PSoC 4的硬件和軟件，英飛凌提供了完整的一站式解決方案，可以幫助工程師更加直觀、快捷地開(kāi)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，在性價(jià)比、性能、功耗等方面也優(yōu)勢(shì)顯著。

這么小巧的一塊芯片，究竟怎么撐起復(fù)雜的電機(jī)控制系統(tǒng)呢？原來(lái)：

• PSoC4片內(nèi)集成了豐富的片內(nèi)模擬和數(shù)字功能，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，并且提高了可靠性。對(duì)電機(jī)電流的采樣，監(jiān)控和保護(hù)可以完全集成到PSoC4片內(nèi)完成，使過(guò)流檢測(cè)反應(yīng)速度更快，并且進(jìn)一步降低了成本。另外，不需要外部模擬運(yùn)放和比較器件，這也節(jié)省了可觀的成本。
• ARM Cortex-M0+處理器內(nèi)核不僅能夠快速完成電機(jī)的閉環(huán)速度調(diào)節(jié)和控制運(yùn)算，其內(nèi)部集成的高級(jí)定時(shí)器（TCPWM）可以實(shí)現(xiàn)更快速、更方便的三相SPWM波形輸出控制，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，也提高了可靠性。
• PSoC4也提供了相應(yīng)的空調(diào)變頻風(fēng)機(jī)和變頻壓機(jī)的全套解決方案。方案集成了領(lǐng)先的FOC電機(jī)控制算法和系統(tǒng)功能，可以減少電機(jī)開(kāi)發(fā)時(shí)間，讓產(chǎn)品快速上市。

憑借靈活性和高集成度，PSoC 4100S系列適用于對(duì)成本敏感的批量產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家電的主控以及工業(yè)控制。除了變頻空調(diào)，很多變頻洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等家電也同樣采用了PSoC 4100S系列芯片來(lái)控制核心電機(jī)。

憑借靈活性和高集成度，PSoC 4100S系列適用于對(duì)成本敏感的批量產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家電的主控以及工業(yè)控制。除了變頻空調(diào)，很多變頻洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等家電也同樣采用了PSoC 4100S系列芯片來(lái)控制核心電機(jī)。

單芯片智能門鎖方案，一“芯”可以多用

智能門鎖憑借“沒(méi)有忘帶鑰匙的煩惱”而受到市場(chǎng)的追捧，基于英飛凌PSoC 6的超級(jí)單芯片門鎖方案也是“明星”方案，其主要特點(diǎn)是高集成度、高安全性、低功耗以及方案成熟。傳統(tǒng)的智能門鎖方案需要五六顆芯片來(lái)滿足藍(lán)牙、語(yǔ)音提示、觸摸控制、指紋識(shí)別、邏輯管理等功能的需求，芯片多往往意味著故障率和成本也會(huì)升高。而英飛凌的方案只用了PSoC 6一顆芯片就實(shí)現(xiàn)了上述功能，這顆芯片采用Arm Cortex-M4和M0+雙核架構(gòu)，其中，M4核集成指紋識(shí)別的算法、進(jìn)行語(yǔ)音提醒真人發(fā)聲的語(yǔ)音處理；M0負(fù)責(zé)藍(lán)牙、觸摸、RFID刷卡和開(kāi)門控制等邏輯控制，一“芯”多用的好處真是有點(diǎn)“罄竹難書”??！

讀完這篇文章，奇怪的知識(shí)又增多了吧？所以，當(dāng)你下次在屋里一邊吹著空調(diào)的涼風(fēng)一邊看著電視，當(dāng)你一邊坐在沙發(fā)上刷手機(jī)一邊等待洗衣機(jī)完工，當(dāng)你的家宴結(jié)束正把一桌子碗筷塞入洗碗機(jī)的時(shí)候，你會(huì)不會(huì)靈光一閃，冒出一句：哎喲，幸虧這些家伙有“腦子”呀!不然，可苦了我！

下一期，我們將深入物聯(lián)網(wǎng)的“執(zhí)行”層面，認(rèn)識(shí)一下英飛凌的功率半導(dǎo)體，它們簡(jiǎn)直強(qiáng)悍到?jīng)]朋友！敬請(qǐng)關(guān)注吧！