伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分，被廣泛應用于工業(yè)機器人及加工中心等自動化設備。伺服驅(qū)動器按照供電電壓的區(qū)分，有低壓和高壓伺服驅(qū)動之分，各自用在不同的場景應用，其中低壓伺服驅(qū)動器有著其自身的優(yōu)異特點。

低壓伺服驅(qū)動器通過力矩、速度、位置三種方式對伺服電機進行精準控制，被廣泛應用于低壓供電場合、定位控制、移動供電場合等安裝空間小、用電安全高的自動化應用場景中，如智能物流AGV驅(qū)動系統(tǒng)、風電變槳系統(tǒng)、人機協(xié)同的協(xié)作機器人、產(chǎn)線傳送裝置、通道閘門控制、抓取及搬運機械裝置、雕刻機等。

其中，微控制器（MCU）作為電機驅(qū)動系統(tǒng)設計的控制核心，是系統(tǒng)整體性能與設計的關鍵所在。

上海先楫半導體科技有限公司（先楫半導體，HPMicro）的高性能MCU系列產(chǎn)品組合，不僅為伺服行業(yè)提供豐富的選擇，也能夠為客戶提供專業(yè)的解決方案。其中，基于HPM6300的低壓伺服驅(qū)動器應用方案，具有高性能、高可靠性、高性價比等優(yōu)點，在不同溫度、濕度、振動等工業(yè)環(huán)境中可實現(xiàn)穩(wěn)定運行，主控MCU豐富外設接口支持伺服電機系統(tǒng)一體化設計。

HPM6300 低壓伺服驅(qū)動器方案特點

采用先楫高性能、高實時性的微控制器HPM6300系列，主頻高達 648MHz，Coremark 高達 3390，提高了伺服的響應特性。

利用HPM6300的 3個獨立 16位ADC，可同時采集電機電流和母線電壓進行快速采樣，提高伺服的控制精度。

支持大容量本地存儲，128KB ILM (0等待指令SRAM) 和128KB DLM (0等待數(shù)據(jù)SRAM)，提高代碼或數(shù)據(jù)的訪問速度，有助于實現(xiàn)快速電流環(huán)。

內(nèi)置16位 FMEC接口，滿足與外圍FPGA或 EtherCAT從站芯片進行高效通信。

完整開源的的位置、速度、電流三環(huán)FOC源碼，其中，電流環(huán)延時僅1.06us，有效縮短客戶的產(chǎn)品開發(fā)時間，為 ”單芯片” 伺服提供可能性。

內(nèi)置 CAN接口，支持 CANFD通訊。

內(nèi)置 FFT/FIR協(xié)處理器，實現(xiàn)快速的FFT計算，對于電流、電壓信號進行實時分析，助力電機預維護功能。

典型系統(tǒng)框圖

HPM6300 系列 - 產(chǎn)品優(yōu)勢

【高性能CPU】

RISC-V 內(nèi)核，支持雙精度浮點運算及強大的 DSP 擴展，主頻高達 648MHz。

32KB 高速緩存 (I/D Cache) 和高達 256KB 的零等待指令和數(shù)據(jù)本地存儲器 (ILM / DLM)，加上 512KB 通用SRAM。

內(nèi)置快速傅里葉變換和數(shù)字濾波器硬件加速引擎，極大提升 FFT 和 FIR 的運算速度。

【高性能模擬資源】

3 個 2MSPS 16 位高精度 ADC，配置為 12 位精度時轉(zhuǎn)換率可達 4MSPS，多達 24個模擬輸入通道。

2個模擬比較器和 1個 1MSPS 12 位 DAC。

【片內(nèi)資源豐富】

1 個百兆以太網(wǎng)，支持IEEE1588；1 個內(nèi)置 PHY 的高速USB；2路CAN/CAN-FD；支持 9路 UART、 4路SPI、 4路I2C 等外設。

2 組共 16 路精度達 3.0ns 的 PWM。

【安全】

集成 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎和硬件密鑰管理器。

基于芯片生命周期的安全管理，以及多種攻擊的檢測，進一步保護敏感信息。