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

在英領物聯(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)新應用，可謂是打開了傳感器的“兵器庫”，令人大開眼界。今天，我們將進入“計算”這一環(huán)節(jié)，看看英飛凌如何擔當物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”。

英飛凌覆蓋物聯(lián)網(wǎng)的五個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：感知、計算、執(zhí)行、連接、安全

我們知道，“大腦”是人的指揮中樞，負責處理各種信息并做出決策。人們用 “無頭蒼蠅”來比喻沒有目標方向的亂動亂撞，也說明思維出現(xiàn)混亂，行動也就亂了陣腳。在物聯(lián)網(wǎng)中，一顆“清醒”和“精確”的大腦也尤為重要，它會處理傳感器采集的各種復雜的信號，并生成指令，交由物聯(lián)網(wǎng)進入“執(zhí)行”環(huán)節(jié)。

在物聯(lián)網(wǎng)中，負責計算的部件叫做微控制器（MCU），它通過收集、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)品中的應用無所不在，無論是路上的汽車，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的各種信號與數(shù)據(jù)。例如，英飛凌攜手Reality AI打造了一套能讓車輛擁有聽覺能力的先進傳感解決方案，這一方案能讓汽車“聽到”視線范圍之外的動靜，從而發(fā)出預警。

該解決方案基于XENSIV? MEMS麥克風，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。

放下麥克風和SWS暫且不表，AURIX?微控制器（MCU）在這一方案中負責處理來自外界的音頻信號。英飛凌可擴展的MCU系列提供從一核到六核的選擇范圍，內(nèi)存高達16MB，能達到ISO26262 2018標準的ASIL-D功能安全等級，并滿足EVITA的全面網(wǎng)絡安全標準。AURIX? TC3x還能夠讓汽車廠商靈活的在先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）應用中添加XENSIV? MEMS麥克風。

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，以及成熟可靠的計算平臺等。設計概念和原型能輕松地從臺式機遷移到該嵌入式解決方案，為影響安全的關(guān)鍵ADAS功能提供可靠內(nèi)核。同時，AURIX?系列還通過硬件安全模塊（HSM）提供網(wǎng)絡安全性，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)等家電設備中也發(fā)揮著重要作用?？照{(diào)的核心部件是壓縮機，空調(diào)的控制設計與節(jié)能主要也基于壓縮機，它同時也是空調(diào)最耗電的部件。為了讓空調(diào)省電，直流變頻空調(diào)應運而生，它可以根據(jù)室內(nèi)溫度，將壓縮機的轉(zhuǎn)速調(diào)整到適當水平，從而達到低能耗、低噪音的效果。

機智的你大概想到了，變頻空調(diào)需要一個優(yōu)秀的電機管理系統(tǒng)，通過電機控制模塊和電源智能管理，精確控溫，降低能耗。這里說說我們PSoC 4家族4100S芯片（請注意，賽普拉斯已經(jīng)被英飛凌收購了喲），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，成為了高度可擴展的處理器平臺。針對電機控制，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、快捷地開發(fā)電機控制系統(tǒng)，在性價比、性能、功耗等方面也優(yōu)勢顯著。

這么小巧的一塊芯片，究竟怎么撐起復雜的電機控制系統(tǒng)呢？原來：

• PSoC4片內(nèi)集成了豐富的片內(nèi)模擬和數(shù)字功能，簡化了控制系統(tǒng)的軟件設計，并且提高了可靠性。對電機電流的采樣，監(jiān)控和保護可以完全集成到PSoC4片內(nèi)完成，使過流檢測反應速度更快，并且進一步降低了成本。另外，不需要外部模擬運放和比較器件，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的閉環(huán)速度調(diào)節(jié)和控制運算，其內(nèi)部集成的高級定時器（TCPWM）可以實現(xiàn)更快速、更方便的三相SPWM波形輸出控制，簡化了控制系統(tǒng)的軟件設計，也提高了可靠性。
• PSoC4也提供了相應的空調(diào)變頻風機和變頻壓機的全套解決方案。方案集成了領先的FOC電機控制算法和系統(tǒng)功能，可以減少電機開發(fā)時間，讓產(chǎn)品快速上市。

憑借靈活性和高集成度，PSoC 4100S系列適用于對成本敏感的批量產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應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、洗碗機等家電也同樣采用了PSoC 4100S系列芯片來控制核心電機。

憑借靈活性和高集成度，PSoC 4100S系列適用于對成本敏感的批量產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應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、洗碗機等家電也同樣采用了PSoC 4100S系列芯片來控制核心電機。

單芯片智能門鎖方案，一“芯”可以多用

智能門鎖憑借“沒有忘帶鑰匙的煩惱”而受到市場的追捧，基于英飛凌PSoC 6的超級單芯片門鎖方案也是“明星”方案，其主要特點是高集成度、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滿足藍牙、語音提示、觸摸控制、指紋識別、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升高。而英飛凌的方案只用了PSoC 6一顆芯片就實現(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核集成指紋識別的算法、進行語音提醒真人發(fā)聲的語音處理；M0負責藍牙、觸摸、RFID刷卡和開門控制等邏輯控制，一“芯”多用的好處真是有點“罄竹難書”??！

讀完這篇文章，奇怪的知識又增多了吧？所以，當你下次在屋里一邊吹著空調(diào)的涼風一邊看著電視，當你一邊坐在沙發(fā)上刷手機一邊等待洗衣機完工，當你的家宴結(jié)束正把一桌子碗筷塞入洗碗機的時候，你會不會靈光一閃，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，認識一下英飛凌的功率半導體，它們簡直強悍到?jīng)]朋友！敬請關(guān)注吧！