國產機器人主控芯片在“國產替代”的浪潮中以更低的價格和毫不遜色的性能逐漸取得了國內機器人廠商的青睞。這一期我們繼續將目光聚焦在國產廠商，看看在機器人主控芯片國產替代浪潮中還有哪些不得不看的系列。

航順HK32

航順的產品組以ARM Cortex-M0/M3/M4為主，以M0、M3的主流型經濟型產品居多。在高性能應用端，HK32F39A系列搭配協處理器在工業機器人應用上還是很好用的。

（圖源：航順）

HK32F39A系列使用高性能的ARM Cortex-M3內核，主頻最高為120 MHz。但是這個系列遠遠不止M3內核的性能，HK32F39A系列內置了航順自主研發的協處理器，可實現ARM Cortex-M4內核支持的算術指令中的絕大部分，其中包括32位單精度浮點運算，因此不妨把它當作M4內核的主控芯片來看。據悉與一些知名M4系列芯片相比，在同一軟件同一主頻下，相同的CoreMark測試跑分這個系列能跑很高的分數。

大存儲外掛是這個系列的另一大特色，527 KB Flash、97 KB SRAM和512 Byte VBAT備份SRAM的容量已經不小，還可以通過FSMC模塊外掛最多1 GB容量的外部靜態存儲器，這些外掛的大存儲還是安全加密的。內核強勁，存儲也有足夠的空間似乎還不夠，為了適配工業機器人應用，豐富的外設配置也不能少。

在片內模擬外設上，HK32F39A系列就配置了3個12位ADC、2個12位DAC以及1個溫度傳感器等等。針對電機控制與機器人應用， 還內置了2個高級16位定時器，一共8路PWM輸出其中6路帶死區互補，另外2個高級定時器與內置的4路電壓比較器片內互連，能夠極大節省電機中板級電壓比較器及相關電路。

ChipON KF32

ChipON的產品組在電機控制上下了很大功夫，不管是對無感FOC的優化，還是為低主頻的芯片加入運算硬件加速單元。精于控制的ChipON產品系列在應對機器人主控方面表現一直都不錯。

（圖源：ChipON）

ChipON 32位混合指令集的自主IP內核系列，從48MHz到120MHz都能應用到工業機器人上。最高主頻的KF32L530有基于16位/32位混合指令的高效指令集，最高擁有帶ECC校驗的512KB FLASH和128KB的RAM（支持RUN in RAM）。

強大的內核可以支持在沒有任何硬件算法加速的情況下實現無感FOC大于240000RPM的電轉速。同時，KF32L530可配置DSP核、協處理器以及FPU核，將運算能力推向極致。在解決算力要求后，KF32L530在PWM配置上也給出了最多2組的ECCP方案，16 bit PWM最高分辨率8.3ns（@120MHz）。最多2個獨立ECCP模塊，每個4x2通道，支持獨立和互補輸出擁有3+1個獨立死區補償。KF32L530還能配置最多3個獨立ADC，在豐富的ADC觸發采樣功能基礎上，額外再提供2個獨立的ADC觸發采樣時間寄存器。

除了對控制的細心打磨，KF32L530提供了大量的通信接口，包括CAN、LIN、SPI、I2C、USART和EXIC，所以不用擔心在復雜工業通信場景的應用。

極海半導體APM32F

APM32工業級芯片的高ESD等級和高溫度覆蓋范圍一直是其特長，8KV的抗干擾能力能夠大幅提高電機系統的靜電防護能力。

（圖源：極海）

APM32應用在機器人關節伺服系統最多的是APM32F407系列。APM32F407系列基于ARM Cortex-M4內核，可以支持單精度FPU和增強型DSP處理指令。主頻最高168MHz，擁有1MB的FLASH和192的SRAM，同樣支持外部存儲器拓展。

APM32F407系列微控制器實現了一個特殊的機制，就是可以通過配置BOOT[1:0]引腳實現三種不同的啟動模式，系統不僅僅可以從Flash存儲器或系統存儲器啟動，還可以從內置SRAM啟動，被選作啟動區域的存儲器是由選擇的啟動模式決定。

基于APM32F407系列給出的機器人伺服方案可以將電機、驅動器和減速機進行一體化設計，這樣功率密度會比分立式更高；APM32F407系列除了內核擁有DSP和FPU高性能處理能力，還給出了支持SDRAM等多種外設接口，對于工業機器人豐富的外設完成覆蓋；為了將位置控制做到更精確，磁性編碼器代替了光電編碼器實現位置反饋；最后一點則是使用了CAN總線實現電機控制指令傳輸，兼顧穩定和高效率。

小結

在小型的工業機器人中，如果主控芯片只需要完成關節的控制不涉及復雜的高算力應用，機器人廠商為了攤薄成本選擇ARM Cortex-M0內核為主控芯片就足矣。但隨著工業機器人的發展，更復雜的感知側執行側要求主控芯片性能越來越高，各個半導體廠商也相繼推出M4、M7內核的機器人芯片以適應機器人智能化發展。