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先楫半导体HPM6E8Y,重构机器人关节“芯”范式

2025-05-16 11:08 来源:爱集微 作者:

5月13日,上海先楫半导体科技有限公司(以下简称“先楫半导体”)凭借其HPM6E8Y系列MCU,在2025年松山湖中国IC创新高峰论坛上展现了国产芯片在机器人领域的突破性进展,为行业提供了“高集成、强实时、多轴协同”的一体化解决方案。

先楫半导体HPM6E8Y,重构机器人关节“芯”范式

据先楫半导体嵌入式专家及产品总监费振东介绍,HPM6E8Y采用双核RISC-V设计,主频突破800MHz,在CoreMark测试中取得超9000分的成绩,较传统ARM Cortex-M7芯片提升40%以上。这种算力优势使其能够同时处理多轴运动规划、环境感知数据融合及实时通信协议栈运行。

费振东在论坛中指出:“现代机器人关节需在5μs内完成单轴闭环控制,同时维持EtherCAT通信周期低于1ms,这对MCU的并行处理能力提出极高要求。”HPM6E8Y通过硬件加速器将电机控制算法执行时间缩短至2.8μs,确保32通道PWM输出精度达到150ps级别。

值得一提的是,该芯片创新性地集成3个TSN千兆以太网交换端口和EtherCAT从站控制器,支持402MHz同步时钟精度。在实际测试中,HPM6E8Y实现EtherCAT帧处理延迟低于500ns,较分立方案降低60%功耗。这种设计使得单个芯片即可构建星型、菊花链等复杂拓扑,满足协作机器人16轴同步控制需求。江苏某工业机器人厂商采用该方案后,将关节模组通信布线减少70%,整体响应速度提升至0.25ms级。

费振东表示,HPM6E8Y在10x10mm BGA封装内集成4路16位Σ-Δ ADC(采样率2MSPS)、8路比较器及温度传感器,使得伺服驱动器PCB面积缩小至35x20mm。其内置的硬件陷波滤波器可自动抑制机械谐振,将定位重复精度提升至±0.01mm。具体而言,杭州某医疗机器人企业基于该芯片开发的七轴力控模块,在5N·m扭矩范围内实现0.3%的非线性误差,成功应用于骨科手术机器人末端执行器。

目前,先楫半导体已联合20余家生态伙伴推出开源运动控制库,提供从FOC算法到ROS2驱动的完整工具链。随着HPM6E8Y系列在2025年Q2实现百万级量产,国产MCU正推动机器人关节模块进入“高性能、低成本”的新阶段,为具身智能时代奠定硬件基石。

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