隨著工業(yè)自動化和機器人技術的飛速發(fā)展，高性能電機控制和伺服驅動系統(tǒng)的需求越來越高。為了滿足現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)對電機控制精度、響應速度和可靠性的要求，越來越多的企業(yè)傾向于選擇采用高效能的電機控制算法和驅動方案。

2025年5月12日，第十五屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇在東莞市松山湖凱悅酒店成功舉辦，匯聚了眾多行業(yè)領袖，展示集成電路領域的最新突破。廣東匠芯創(chuàng)科技有限公司市場總監(jiān)徐勇先生的演講成為亮點，他介紹了M7000，一款專為機器人關節(jié)設計的高性能實時處理器，構建了生態(tài)閉環(huán)系統(tǒng)，為行業(yè)帶來革新。

M7000處理器：先進算法集成，高速高帶寬響應控制

M7000系列是匠芯創(chuàng)的最新產品，上個月正式發(fā)布，繼2023年底和2024年初量產的6800系列之后，進一步豐富了公司產品線。M7000系列包括M731等型號，提供單核和雙核處理器，采用QFN、QFP和PGN等多種封裝。以76P00為例，該處理器具備超高計算能力，集成384K內存，內置多個硬件加速器，包括兩個硬件電路環(huán)、一個三角函數(shù)加速器和硬件校驗模塊。與傳統(tǒng)NPU不同，M7000是一款高算力、高主頻總線的SoC處理器。

據悉，高電壓伺服驅動系統(tǒng)通常采用復雜的控制算法來實現(xiàn)精確的電機控制。高性能電機控制算法優(yōu)點突出。例如Clark與Park變換用于實現(xiàn)從三相靜態(tài)坐標系到旋轉坐標系的轉換，優(yōu)化電機的電流控制。這一算法能夠實現(xiàn)對電流的精準控制和電機狀態(tài)的平穩(wěn)轉換。防積分PID控制和反Park變換用于解決電機控制中的穩(wěn)定性問題，防止電機在負載變化時出現(xiàn)過沖或不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這些算法通過有效的反饋調節(jié)，確保了電機的高精度運行。SVPWM（空間矢量脈寬調制）是一種高效的脈寬調制算法，能夠提供更高的電壓輸出和更低的諧波失真，從而提高電機的效率和性能。通過優(yōu)化開關控制，SVPWM減少了電機噪音和熱量生成，提高了控制精度和運行穩(wěn)定性。高性能的電機控制算法具有顯著的優(yōu)勢。例如，控制運算時間僅為300ns，相比傳統(tǒng)算法，運算速度提高了90%。這些算法還支持高達3.5kHz的頻率響應，能夠應對高速運動中的復雜動態(tài)變化。此外，這些控制算法具備較強的抗干擾能力，在電壓波動和電流突變的情況下，能夠快速調整系統(tǒng)狀態(tài)，保證電機穩(wěn)定運行。

而M7000集成了先進的HCL算法，如Clark、Park、防積分飽和PID和反Park變換，帶寬實測超過3.5kHz。通過將FPGA功能集成到CPU中，處理器支持高階電流算法、交叉解耦、反電動勢補償、電壓補償、SVPWM和PWM刷新，帶來以下優(yōu)勢：

·超高速度：算法執(zhí)行時間低至300納秒，比傳統(tǒng)軟件算法快90%以上，僅需1/10的計算時間。

·超高帶寬：支持高達3.5kHz，遠超傳統(tǒng)算法的1kHz，提升抗干擾能力、動態(tài)響應、控制精度和電機運行可靠性。

·第三代半導體兼容性：優(yōu)化了ADC采樣和刷新速度，完美適配碳化硅等先進材料。

布局機器人中計算、控制和通信廣泛應用

匠芯創(chuàng)不僅提供芯片，還推出產品級參考設計，包括EtherCAT總線/脈沖伺服驅動方案、開環(huán)/閉環(huán)驅動器，以及商用車電動助力轉向和UPS系統(tǒng)應用。公司進行了可靠性測試：包括高低溫循環(huán)、EFT（±3000V）、雷擊浪涌和工業(yè)4級標準測試。性能測試上，涵蓋電機帶寬、運行速度、ESC和PIL測試，并通過演示視頻展示實際性能。基于M7000平臺，匠芯創(chuàng)還推出了一系列伺服驅動解決方案，加速客戶的產品開發(fā)。

EtherCAT總線伺服驅動方案—AIC-M76P06-SH-Kit AIC-M76P06-SH-Kit系列伺服驅動方案基于M76P06芯片，采用EtherCAT總線技術，支持高速數(shù)據傳輸，通信延時僅為2ns。該系統(tǒng)支持17bit至23bit的絕對編碼器，定位精度達到±1pr，能夠在6000rpm的范圍內進行速度調節(jié)。此外，該方案還支持高達±300%的過載調節(jié)范圍，適用于需要高精度控制和快速響應的工業(yè)應用。

低壓伺服驅動解決方案—AIC-M76P06-SL-Kit AIC-M76P06-SL-Kit是專為低壓伺服驅動設計的方案，支持24V至72V的電壓輸入，最大電流可達8A。該方案支持EtherCAT總線和RS485通訊，能夠實現(xiàn)精準的電流控制和高速響應，適用于各類工業(yè)自動化設備和機器人。其控制系統(tǒng)包括Clark與Park變換、PID控制、SVPWM等，能夠提供精確的電機控制和高效的功率轉換。

低壓伺服驅動（開環(huán)/閉環(huán)）—AIC-M7303-SL-Kit AIC-M7303-SL-Kit系列方案提供了開環(huán)與閉環(huán)兩種工作模式，支持17bit至23bit的編碼器，定位精度為±1pr，最大速度為6000rpm。該方案能夠支持高精度的電流控制，適用于各類低壓電機應用，尤其是在機器人和高精度自動化控制系統(tǒng)中，能夠保證設備的高效運行。

電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）—AIC-M6801-EPS-Kit AIC-M6801-EPS-Kit是專為電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）設計的低壓伺服驅動方案，支持24V至60V的電壓輸入。系統(tǒng)采用高精度電流反饋和PID控制算法，確保電動轉向系統(tǒng)在各種道路條件下的精確響應。該方案還支持CAN通訊和多種編碼器接口，能夠實現(xiàn)高度集成的轉向控制。

匠芯創(chuàng)圍繞高性能實時處理器構建了強大的市場生態(tài)，包括D系列、M系列、7600系列和73P系列，配合電機調試軟件、硬件原理圖、SDK、操作系統(tǒng)和應用層算法，覆蓋協(xié)議、對象制點和AI邊緣計算場景。從芯片到硬件、底層SDK到應用層算法，公司提供全產業(yè)鏈生態(tài)閉環(huán)，深受市場歡迎。

在具身智能領域，M7000廣泛應用于人型機器人（手臂、肩部、膝關節(jié)、腰部）、六軸電機、EtherCAT通訊、高功率伺服驅動器、特種機械手、編碼器、陪護機器人、協(xié)同機器人和超微型伺服驅動器等場景。與頭部企業(yè)的深度合作推動了多項落地案例，鞏固了匠芯創(chuàng)的市場地位。

總結

徐勇表示，匠芯創(chuàng)計劃于2026年推出更先進的產品和芯片，聚焦工業(yè)自動化和具身智能應用。M7000的發(fā)布已獲得廣泛市場支持，展現(xiàn)了公司在高性能工業(yè)芯片領域的領先地位。匠芯創(chuàng)通過技術創(chuàng)新和生態(tài)閉環(huán)戰(zhàn)略，為機器人和工業(yè)自動化領域注入了新的活力，其未來發(fā)展備受期待。