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芯片缺货潮持续,替代助力可供应性设计创新
发布时间:2021-03-24 阅读量:1117 来源:我爱方案网 作者:Viva

去年年底到现在,半导体圈子大多是关于产能紧缺的话题,趋势愈演愈烈,已经呈现出不可收拾的势头。在此之前,汽车芯片缺货已经闹过一轮还未平息,近来,手机芯片短缺,PC行业被电子元器件短缺所困的状况也层出不穷。

 

面对当前局势,替代是通过技术手段解决可供应性的重要途径之一。从我爱方案网平台开发需求看,替代设计、代码移植和替代后可靠性优化,是最近6个月新的需求趋势。用能买到的IC替代原有设计,大大超过了降本替代和性能提升替代,这也是平台的的需求变化。平台工程师反馈,替代产品与国际主流产品的指令集与物理结构兼容,以及可靠性,是决定替代难度和开发周期的关键。这是工程师选择替代产品的要素。

 

我爱方案网项目经理与工程师的沟通还发现,现阶段替代设计带来的优势喜好是可采购行排名第一,后续依次是兼容性、可靠性、成功案例参考、成本和替代产品的系列布局(roadmap)。其中成功案例是开启替代大门的钥匙,有些供应商推荐的替代产品缺乏成功应用案例,工程师不敢用,这种情况普遍。

 

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近期,我爱方案网平台导入数近百个极海半导体产品替代设计案例,掌握了第一手替代进程资料。极海半导体具有20年的集成电路芯片设计经验,是专业的工业级通用微控制器、低功耗蓝牙芯片及国内领先的物联网SoC-eSE安全芯片的产品和方案提供商。由于极海半导体在工业控制、医疗设备、智能家居以及汽车应用等领域有成功案例支撑,在缺货潮下,极海半导体有较好的可供应性。我爱方案网把极海半导体产品推荐给平台的开发项目和工程师,并结合了线上和线下的推动方式,替代导入和成率高。

 

2020年,极海自主开发基于Arm® Cortex®-M0+内核的工业级通用型APM32F030x8系列MCU,具有容量大、温幅宽、功耗低等特点,并在可靠性、稳定性、功耗性能上实现了全面优化。功耗低,支持睡眠、停止以及待机三种低功耗模式,有助于降低产品运行功耗,延长产品使用寿命;集成度高,拥有丰富的外设资源和通信接口,应用性强,可满足产品多样化的通信需求,加速MCU可替代进程。目前已通过IEC61508和USB-IF认证(APM32F103系列)。

 

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方案设计篇——聚焦模块稳定工作,APM32F030x8系列MCU应用案例

 

APM32F030x8系列MCU主要应用范围包括家电、PLC、电动车、用户界面、工控应用、手持设备以及安防设备等领域,为客户解决高成本和高运算需求等问题。同时具备完整的产品性能认证(已通过USB-IF官方认证和IEC61508测试),可有效保障应用产品出口无忧。

 

下面为大家介绍两个基于APM32F030x8系列MCU的经典设计方案,在学习一些技术问题和应用方面有非常重要的参考价值:

 

方案一:基于APM32F030x8系列MCU的编码器解决方案

 

该方案采用APM32F103TBU7为核心器件,用到了仿真器,J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG烧录器等开发工具。

 

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该方案主要解决三个技术问题:

1、电机位置高实时采样;

2、与伺服机主控高速率进行数据交互通信;

3、在电机高速运转的高温情况下,保证编码器模块稳定。

 

性能与成本的改善指标:

1、主频高达96MHZ,高速预算处理性能,可满足编码器高实时性要求;

2、Flash:128KB;SRAM:20KB,储存空间大;独立FPU模块,有效提升单精度浮点预算速度;

3、同行业同类产品相比,运行功耗低30%,睡眠功耗低10%,1KB擦除时间快90%,16-ibt编程时间快65%;

4、电机位置采样周期在10us内完成;

5、编码器模块串口波特率达到4Mbps。

 

主要应用领域:工业伺服控制和变频器控制

 

方案二:APM32F030K6T6变频冰箱控制解决方案

 

该方案采用APM32F030K6T6为核心器件,用到了仿真器,J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG烧录器等开发工具。

 

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该方案主要解决三个技术问题:

1、保障冰箱长时间稳定运行,确保用不死机;

2、与后台监控实时进行数据交互通信,保障冰箱安全运行;

3、冰箱运行在低高温情况下,确保压缩机及各部件稳定工作。

 

性能与成本的改善指标:

1、更低功耗,运行部和休眠模式功耗比同行业同类产品低1.5倍;

2、16-bit编程、页擦除、全擦速度都快于同行业同类产品;

3、高精度ADC,在工作温度—40℃~+150℃下,一致性高于行业同类产品。

4、ESD HBM正负4.5KV,抗干扰性和防静电能力强,满足大部分工业可靠性标准需求。

 

应用领域:电控冰箱控制板

 

我爱方案网平台可由极海半导体APM32F030x8系列替代的方案

 

我爱方案网项目经理特别推荐现有方案超市中可由极海半导体APM32F030x8系列MCU进行Pin2Pin替代的方案。下面四个替代案例抛砖引玉,给工程师启发。欢迎工程师提出替代需求,我们的项目经理将及时给予评估和技术支持。

 

方案一:STM32脱机烧录器 编程器 量产工具 ISP下载器

 

开发平台:STM 意法半导体

STM32PRO是专为批量烧写微控制器而设计的一款脱机型编程器。该编程器采用创新设计,使您从繁琐的芯片编程中解放出来,实现傻瓜化编程。使得非专业人士也可以熟练,方便地完成微控制器的烧写操作,适合流水线生产作业。

1、编程中无需使用PC等额外设备。
2、同时对4块芯片进行烧写。
3、通过USB将需要烧写的固件存储到编程器。
4、可以存储多个需要烧写的固件。
5、支持烧录文件内嵌烧录器,只可烧录无法再次读取,安全性更高

 

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方案二:汽车电子|车载智能按摩座椅控制系统

 

开发平台:STM 意法半导体

按摩类型:偏心电机、按摩气囊

显示屏:4,4.3,5寸RGB液晶屏 分辨率480*272 800*600

触摸方式:电容式

控制方式:触摸、按键、2.4G、蓝牙等

座椅功能:通风加热按摩(电机或气囊球) 前后 靠背 腿托 头枕 灯光调节       腰托气囊调节

其他功能:过压欠压保护、过流保护、过温保护

 

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方案三:正弦波FOC控制智能无刷电动车控制器

 

开发平台:STM 意法半导体

高/低电平刹车,刹车断电,倒车,锁车,巡航,三挡变速,霍尔学习,多重保护(过压、欠压、短路、过流、过热)。预留IO口,可根据需求定制功能。

智能无刷电动车控制器用于小型电动交通工具,如电动两轮车、电动三轮车、电动自行车、滑板车及电动轮椅等场合。和市场上同类产品相比,具有安全可靠、低噪音、发热低、效率高、省电等特点。

 

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方案四:磁编码器

 

开发平台:STM 意法半导体

1、15位分辨率绝对位置
2、伺服电机位置反馈,角度测量
3、可靠性高,性价比高
4、5V供电,功耗小,位置数据刷新率0.1ms,CRC校验,485差分传输,误码率极低。

5、尺寸35mm*35mm

 

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极海系列MCU——加速MCU可替代进程

 

高速存储 性能升级

 

基于Arm Cortex-M0+内核,最高工作主频72MHz,具有高效运算处理功能,可实时处理大量指令信息;内置高达64Kbytes Flash和8Kbytes SRAM,支持开发更多自定义功能,升级后的高速存储空间可快速应对设备运行期间所产生的能耗开销,为用户提供更好的使用体验。

 

出色功耗 节能提效

 

电压范围2.0V ~3.6V,内置上电复位、掉电复位以及可配置的电压监测模块;具有16/26/39/55个I/Os,支持所有可映射的外部中断向量,容忍所有5V信号输入;提供睡眠、停止和待机三种低功耗模式,用户可通过配置不同功耗模式,最大程度的降低能耗、提高效率。

 

资源丰富 集成度高

 

内置RTC,支持日历功能,在停机、待机模式下可实现警报和周期唤醒;内置高精度12位ADC,支持10/16个外部通道数,可实现动态高精度实时采样。该芯片集成高精度定时器、模拟外设以及通信接口等外设资源,有助于全面提升产品的多样化控制和广泛连接性,满足客户更多开发应用需求。

 

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挑战变是什么目的?是挑战用极海替代吗?这里没有必要“硬”贴快包项目,况且10000元的项目,没有意义,还有负面—项目太小。

 

开发项目挑战篇——工业控制外包项目,等你来挑战

 

根据快包设计(kb.52solution.com)划分的四大项目开发领域,工业控制便是其中之一,多个工业级的方案放到民用之中,随之,越来越多的工业需求需要得到开发。以下是快包平台关于工业控制需要开发的项目:

 

项目一:支持梯形图|功能块图|顺序功能图控制PLC板

 

开发预算:¥10000.00

项目需求:

1、21路开关量光隔输入(双极性)

2、3路220V交流电压输入检测

3、10路4-20mA模拟量隔离输入,16Bit精度

4、24路继电器输出(5A@250VAC)

5、PT100/PT1000温度输入10路

6、4-20mA/0-10V隔离输出10路

7、双网口,4G无线接口,RS485单路隔离3路

8、支持U盘更新应用程序

 

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项目二:工业物联网Lora产品软硬件开发

 

开发预算:¥10000.00

项目需求:

1、硬件模块设计符合车规要求,满足emc, emi标准, 

2、传输稳定可靠,时延低,抗干扰性能好, 

3、交付硬件原理图,全部设计文件,物料清单,软件源码等全部项目文件, 

4、有测试样品优先 

5、具体项目信息和合作详谈 另寻志同道合创业技术合伙人,要求热爱技术,做事严谨,有团队合作精神,有成功的量产产品开发经验,有出来创业的想法。便于交流,合伙人坐标北京或者深圳。


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更多关于工业领域的外包设计项目,请登录快包>>

 

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