產(chǎn)品推出背景

能源與電力，家居家電，工業(yè)控制及自動(dòng)化等領(lǐng)域正加速向 “智能化 + 節(jié)能化” 轉(zhuǎn)型，對 MCU 的算力、集成度、可靠性及能效提出更高要求 —— 既要滿足復(fù)雜算法（如電機(jī)變頻控制）的高效執(zhí)行，又需支持 AI 推理以實(shí)現(xiàn)場景化智能調(diào)節(jié)，同時(shí)還要兼顧系統(tǒng)成本與穩(wěn)定性。

必易微專業(yè) MCU 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)?wèi){借在高可靠性 32 位工業(yè)及車規(guī)級 MCU 領(lǐng)域長期設(shè)計(jì)與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，聚焦變頻及逆變相關(guān)的電機(jī)控制領(lǐng)域的需求，精準(zhǔn)洞察市場痛點(diǎn)，推出新一代 AI MCU —— KPM32R28TX。該產(chǎn)品以 “AI + 變頻控制” 為核心，將高性能計(jì)算、AI 推理、高精度控制與多重防護(hù)融為一體，為多領(lǐng)域目標(biāo)客戶提供 “芯片 + 算法” 的整體解決方案，助力客戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級與節(jié)能突破。

圖 1  | AI MCU 芯片 KPM32R28TX

KPM32R28TX 產(chǎn)品介紹

KPM32R28TX 是一款應(yīng)用 AI 推理和多電機(jī)控制的高性能 AI MCU，核心優(yōu)勢在于集成 NPU、高精度定時(shí)器和高速 ADC，可同時(shí)承載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算與復(fù)雜電機(jī)控制任務(wù)，單芯片即可替代傳統(tǒng)多芯片方案，大幅簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

以空調(diào)的應(yīng)用場景為例：通過深度學(xué)習(xí)方法對提取的空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，生成高效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并在芯片端實(shí)時(shí)運(yùn)行此網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn) AI 節(jié)能和變頻控制同步進(jìn)行。基于人工智能策略的變頻空調(diào)系統(tǒng)控制技術(shù)，使得空調(diào)系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確地根據(jù)實(shí)時(shí)工況進(jìn)行智能調(diào)節(jié)。這套 “人工智能+變頻控制單芯片” 解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn) 15%~25% 的顯著節(jié)能效果，助力客戶在能效和成本上獲得雙重優(yōu)勢。

核心參數(shù)與配置

  • CPU：Cortex M4F 200MHz FPU

  • NPU：1.5TOPS/W(能效比)

    • 支持全連接/卷積/池化/激活/歸一化

    • 支持 Float/INT16/INT8 精度

    • 支持 DNN/CNN 多種網(wǎng)絡(luò)模型        

  • TMU：sin/cos/arctan

  • Flash：256KB，I/D 

  • Cache：1KB/512B

  • RAM：32KB 奇偶校驗(yàn)

  • 內(nèi)部 RC 時(shí)鐘(8M)×2：精度 <1%(-40℃~105℃)

  • 電源：2.4~5.5V

  • 定時(shí)器(16位):

    • TIMH×1：PWM 分辨率 156ps，支持 3 對帶死區(qū) PWM 互補(bǔ)

    • TIMA×2：支持 3 對帶死區(qū) PWM 互補(bǔ)

    • TIMG×3：支持 4 通道 PWM 輸出

    • TIMS×4：支持 4 通道 PWM 相位偏移

  • ADC×2：12 位分辨率，2.4Msps 采樣率

  • CMP×4/DAC×4

  • 通訊接口：

    • 3 個(gè) SCI：支持 UART、SPI 及簡易 I2C (主模式)

    • 2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn) I2C：支持主從模式及高速 I2C

    • 1 個(gè) SPI，支持 1 ~ 32bit 數(shù)據(jù)傳輸

    • 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn) CAN：支持 CAN2.0A/B

  • 封裝：LQFP-48/64/80，QFN4×4-28，QFN5×5-48

圖 2  | KPM32R28TX 芯片架構(gòu)示意圖

KPM32R28TX 產(chǎn)品亮點(diǎn)

亮點(diǎn)一

集成 NPU 的高性能 MCU 芯片

人工智能 + 變頻控制單芯片解決方案

KPM32R28TX 芯片所搭載的 CPU 主頻高達(dá) 200MHz 且支持浮點(diǎn)運(yùn)算指令，配合三角函數(shù)加速器，能顯著提高電機(jī)算法的執(zhí)行效率。此外，芯片還集成高能效 NPU，其能效比可達(dá)到 1.5TOPS/W，同時(shí)支持浮點(diǎn)和定點(diǎn)模型及 DNN/CNN 多種網(wǎng)絡(luò)模型。

KPM32R28TX 作為同時(shí)完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算和高性能電機(jī)控制的單芯片解決方案，以集成度高、功耗低的設(shè)計(jì)簡化了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了整體系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，單芯片解決方案還降低了系統(tǒng)的成本和占用空間，使得產(chǎn)品更具競爭力。

亮點(diǎn)二

高速 ADC 和定時(shí)器

KPM32R28TX 集成了兩個(gè)高達(dá) 2.4Msps 采樣率的 ADC 和一個(gè)頻率高達(dá) 200MHz、分辨率高達(dá) 156ps 的定時(shí)器，使其能夠?qū)崿F(xiàn)雙電機(jī)反饋電流的高速采集，并反饋準(zhǔn)確的電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息。同時(shí)，高精度的定時(shí)器可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的超高控制精度和控制頻率，確保系統(tǒng)能夠在各種工況下達(dá)到最理想的工作效率點(diǎn)。

亮點(diǎn)三

兩個(gè)高精度時(shí)鐘

KPM32R28TX 集成了兩個(gè) -40℃~105℃ 溫度范圍內(nèi)精度達(dá)到 1% 的內(nèi)部時(shí)鐘。因此當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換到另一個(gè)時(shí)鐘，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

亮點(diǎn)四

可靠的安全性保障

KPM32R28TX 內(nèi)置了多重安全機(jī)制，包括物理層面的防護(hù)、數(shù)據(jù)加密與解密、安全啟動(dòng)流程等，確保了芯片的安全性和可信度。

亮點(diǎn)五

易于集成和擴(kuò)展

KPM32R28TX 提供了豐富的接口和通信協(xié)議，支持與其他控制單元的連接和數(shù)據(jù)交換。

KPM32R28TX 應(yīng)用場景

憑借 “高算力、高精度、高節(jié)能” 特性，KPM32R28TX 可廣泛覆蓋能源與電力，家居家電，工業(yè)控制及自動(dòng)化三大核心領(lǐng)域，適配多種高要求控制場景。

具體應(yīng)用場景

  • 工業(yè)應(yīng)用

  • 家電控制

  • 電機(jī)驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用控制

  • EV 充電基礎(chǔ)設(shè)施   

  • 可再生能源存儲(chǔ) 

  • 混合動(dòng)力、電動(dòng)和動(dòng)力總成系統(tǒng)

  • 交流逆變器和變頻驅(qū)動(dòng)器

  • 工業(yè)電源

智能未來

新一代 AI MCU 芯片 KPM32R28TX 進(jìn)一步完善了必易微 “工業(yè)及車規(guī)級 MCU” 產(chǎn)品矩陣。必易微專業(yè)化的 MCU 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，聚焦變頻及逆變相關(guān)的電機(jī)控制領(lǐng)域，幫助客戶快速實(shí)現(xiàn)從參考設(shè)計(jì)到系統(tǒng)開發(fā)的落地。

憑借核心技術(shù)積累，必易微 MCU 系列產(chǎn)品已在多元場景實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，為全球客戶提供高效、可靠的智能控制解決方案。未來，我們將繼續(xù)推動(dòng)智能化與節(jié)能化的深度融合，為更多行業(yè)賦能，助力綠色科技發(fā)展。

總結(jié)

集成 NPU 的新一代 AI MCU —— KPM32R28TX，作為 “人工智能 + 變頻控制單芯片解決方案”，大幅簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，助力客戶快速落地高效智能控制產(chǎn)品。憑借自身優(yōu)越的性能，該產(chǎn)品可廣泛覆蓋能源與電力，家居家電，工業(yè)控制及自動(dòng)化應(yīng)用場景，在不同工況下均具備穩(wěn)定的適配能力。