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芯片缺貨潮持續,替代助力可供應性設計創新
發布時間:2021-03-24 閱讀量:1206 來源:我愛方案網 作者:Viva

去年年底到現在,半導體圈子大多是關于產能緊缺的話題,趨勢愈演愈烈,已經呈現出不可收拾的勢頭。在此之前,汽車芯片缺貨已經鬧過一輪還未平息,近來,手機芯片短缺,PC行業被電子元器件短缺所困的狀況也層出不窮。

 

面對當前局勢,替代是通過技術手段解決可供應性的重要途徑之一。從我愛方案網平臺開發需求看,替代設計、代碼移植和替代后可靠性優化,是最近6個月新的需求趨勢。用能買到的IC替代原有設計,大大超過了降本替代和性能提升替代,這也是平臺的的需求變化。平臺工程師反饋,替代產品與國際主流產品的指令集與物理結構兼容,以及可靠性,是決定替代難度和開發周期的關鍵。這是工程師選擇替代產品的要素。

 

我愛方案網項目經理與工程師的溝通還發現,現階段替代設計帶來的優勢喜好是可采購行排名第一,后續依次是兼容性、可靠性、成功案例參考、成本和替代產品的系列布局(roadmap)。其中成功案例是開啟替代大門的鑰匙,有些供應商推薦的替代產品缺乏成功應用案例,工程師不敢用,這種情況普遍。

 

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近期,我愛方案網平臺導入數近百個極海半導體產品替代設計案例,掌握了第一手替代進程資料。極海半導體具有20年的集成電路芯片設計經驗,是專業的工業級通用微控制器、低功耗藍牙芯片及國內領先的物聯網SoC-eSE安全芯片的產品和方案提供商。由于極海半導體在工業控制、醫療設備、智能家居以及汽車應用等領域有成功案例支撐,在缺貨潮下,極海半導體有較好的可供應性。我愛方案網把極海半導體產品推薦給平臺的開發項目和工程師,并結合了線上和線下的推動方式,替代導入和成率高。

 

2020年,極海自主開發基于Arm? Cortex?-M0+內核的工業級通用型APM32F030x8系列MCU,具有容量大、溫幅寬、功耗低等特點,并在可靠性、穩定性、功耗性能上實現了全面優化。功耗低,支持睡眠、停止以及待機三種低功耗模式,有助于降低產品運行功耗,延長產品使用壽命;集成度高,擁有豐富的外設資源和通信接口,應用性強,可滿足產品多樣化的通信需求,加速MCU可替代進程。目前已通過IEC61508和USB-IF認證(APM32F103系列)。

 

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方案設計篇——聚焦模塊穩定工作,APM32F030x8系列MCU應用案例

 

APM32F030x8系列MCU主要應用范圍包括家電、PLC、電動車、用戶界面、工控應用、手持設備以及安防設備等領域,為客戶解決高成本和高運算需求等問題。同時具備完整的產品性能認證(已通過USB-IF官方認證和IEC61508測試),可有效保障應用產品出口無憂。

 

下面為大家介紹兩個基于APM32F030x8系列MCU的經典設計方案,在學習一些技術問題和應用方面有非常重要的參考價值:

 

方案一:基于APM32F030x8系列MCU的編碼器解決方案

 

該方案采用APM32F103TBU7為核心器件,用到了仿真器,J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG燒錄器等開發工具。

 

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該方案主要解決三個技術問題:

1、電機位置高實時采樣;

2、與伺服機主控高速率進行數據交互通信;

3、在電機高速運轉的高溫情況下,保證編碼器模塊穩定。

 

性能與成本的改善指標:

1、主頻高達96MHZ,高速預算處理性能,可滿足編碼器高實時性要求;

2、Flash:128KB;SRAM:20KB,儲存空間大;獨立FPU模塊,有效提升單精度浮點預算速度;

3、同行業同類產品相比,運行功耗低30%,睡眠功耗低10%,1KB擦除時間快90%,16-ibt編程時間快65%;

4、電機位置采樣周期在10us內完成;

5、編碼器模塊串口波特率達到4Mbps。

 

主要應用領域:工業伺服控制和變頻器控制

 

方案二:APM32F030K6T6變頻冰箱控制解決方案

 

該方案采用APM32F030K6T6為核心器件,用到了仿真器,J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG燒錄器等開發工具。

 

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該方案主要解決三個技術問題:

1、保障冰箱長時間穩定運行,確保用不死機;

2、與后臺監控實時進行數據交互通信,保障冰箱安全運行;

3、冰箱運行在低高溫情況下,確保壓縮機及各部件穩定工作。

 

性能與成本的改善指標:

1、更低功耗,運行部和休眠模式功耗比同行業同類產品低1.5倍;

2、16-bit編程、頁擦除、全擦速度都快于同行業同類產品;

3、高精度ADC,在工作溫度—40℃~+150℃下,一致性高于行業同類產品。

4、ESD HBM正負4.5KV,抗干擾性和防靜電能力強,滿足大部分工業可靠性標準需求。

 

應用領域:電控冰箱控制板

 

我愛方案網平臺可由極海半導體APM32F030x8系列替代的方案

 

我愛方案網項目經理特別推薦現有方案超市中可由極海半導體APM32F030x8系列MCU進行Pin2Pin替代的方案。下面四個替代案例拋磚引玉,給工程師啟發。歡迎工程師提出替代需求,我們的項目經理將及時給予評估和技術支持。

 

方案一:STM32脫機燒錄器 編程器 量產工具 ISP下載器

 

開發平臺:STM 意法半導體

STM32PRO是專為批量燒寫微控制器而設計的一款脫機型編程器。該編程器采用創新設計,使您從繁瑣的芯片編程中解放出來,實現傻瓜化編程。使得非專業人士也可以熟練,方便地完成微控制器的燒寫操作,適合流水線生產作業。

1、編程中無需使用PC等額外設備。
2、同時對4塊芯片進行燒寫。
3、通過USB將需要燒寫的固件存儲到編程器。
4、可以存儲多個需要燒寫的固件。
5、支持燒錄文件內嵌燒錄器,只可燒錄無法再次讀取,安全性更高

 

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方案二:汽車電子|車載智能按摩座椅控制系統

 

開發平臺:STM 意法半導體

按摩類型:偏心電機、按摩氣囊

顯示屏:4,4.3,5寸RGB液晶屏 分辨率480*272 800*600

觸摸方式:電容式

控制方式:觸摸、按鍵、2.4G、藍牙等

座椅功能:通風加熱按摩(電機或氣囊球) 前后 靠背 腿托 頭枕 燈光調節       腰托氣囊調節

其他功能:過壓欠壓保護、過流保護、過溫保護

 

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方案三:正弦波FOC控制智能無刷電動車控制器

 

開發平臺:STM 意法半導體

高/低電平剎車,剎車斷電,倒車,鎖車,巡航,三擋變速,霍爾學習,多重保護(過壓、欠壓、短路、過流、過熱)。預留IO口,可根據需求定制功能。

智能無刷電動車控制器用于小型電動交通工具,如電動兩輪車、電動三輪車、電動自行車、滑板車及電動輪椅等場合。和市場上同類產品相比,具有安全可靠、低噪音、發熱低、效率高、省電等特點。

 

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方案四:磁編碼器

 

開發平臺:STM 意法半導體

1、15位分辨率絕對位置
2、伺服電機位置反饋,角度測量
3、可靠性高,性價比高
4、5V供電,功耗小,位置數據刷新率0.1ms,CRC校驗,485差分傳輸,誤碼率極低。

5、尺寸35mm*35mm

 

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極海系列MCU——加速MCU可替代進程

 

高速存儲 性能升級

 

基于Arm Cortex-M0+內核,最高工作主頻72MHz,具有高效運算處理功能,可實時處理大量指令信息;內置高達64Kbytes Flash和8Kbytes SRAM,支持開發更多自定義功能,升級后的高速存儲空間可快速應對設備運行期間所產生的能耗開銷,為用戶提供更好的使用體驗。

 

出色功耗 節能提效

 

電壓范圍2.0V ~3.6V,內置上電復位、掉電復位以及可配置的電壓監測模塊;具有16/26/39/55個I/Os,支持所有可映射的外部中斷向量,容忍所有5V信號輸入;提供睡眠、停止和待機三種低功耗模式,用戶可通過配置不同功耗模式,最大程度的降低能耗、提高效率。

 

資源豐富 集成度高

 

內置RTC,支持日歷功能,在停機、待機模式下可實現警報和周期喚醒;內置高精度12位ADC,支持10/16個外部通道數,可實現動態高精度實時采樣。該芯片集成高精度定時器、模擬外設以及通信接口等外設資源,有助于全面提升產品的多樣化控制和廣泛連接性,滿足客戶更多開發應用需求。

 

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挑戰變是什么目的?是挑戰用極海替代嗎?這里沒有必要“硬”貼快包項目,況且10000元的項目,沒有意義,還有負面—項目太小。

 

開發項目挑戰篇——工業控制外包項目,等你來挑戰

 

根據快包設計(kb.52solution.com)劃分的四大項目開發領域,工業控制便是其中之一,多個工業級的方案放到民用之中,隨之,越來越多的工業需求需要得到開發。以下是快包平臺關于工業控制需要開發的項目:

 

項目一:支持梯形圖|功能塊圖|順序功能圖控制PLC板

 

開發預算:¥10000.00

項目需求:

1、21路開關量光隔輸入(雙極性)

2、3路220V交流電壓輸入檢測

3、10路4-20mA模擬量隔離輸入,16Bit精度

4、24路繼電器輸出(5A@250VAC)

5、PT100/PT1000溫度輸入10路

6、4-20mA/0-10V隔離輸出10路

7、雙網口,4G無線接口,RS485單路隔離3路

8、支持U盤更新應用程序

 

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項目二:工業物聯網Lora產品軟硬件開發

 

開發預算:¥10000.00

項目需求:

1、硬件模塊設計符合車規要求,滿足emc, emi標準, 

2、傳輸穩定可靠,時延低,抗干擾性能好, 

3、交付硬件原理圖,全部設計文件,物料清單,軟件源碼等全部項目文件, 

4、有測試樣品優先 

5、具體項目信息和合作詳談 另尋志同道合創業技術合伙人,要求熱愛技術,做事嚴謹,有團隊合作精神,有成功的量產產品開發經驗,有出來創業的想法。便于交流,合伙人坐標北京或者深圳。


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