聊過了那么多一流國際大廠的機器人驅控芯片，我們終于將視線調轉回國內半導體廠商。目前看來，長于控制的MCU仍然是國內機器人廠商最先考慮的選擇，也是國內半導體廠商做機器人應用最多的一塊領域。畢竟在單個工業機器人中內建的控制器平均約有八成為MCU，剩下的才是MPU、DSP等高效能處理元件。

首先，在機器人應用這個市場潛力大并且利潤較高的領域，驅動芯片大頭仍然是之前我們提到的那些品牌，但“國產替代”也的確為國內MCU廠商創造了大好的商機。國內不少MCU廠商以ARMCortex-M4系列為代表的產品打入了機器人市場，并且在成本周期等多重因素的影響下受到各個機器人廠商的青睞，國內機器人驅動芯片的增長空間依然很大。那我們就從國產機器人應用的MCU看起。

兆易創新GD32F4

兆易創新的GD32系列在諸如工業控制、電機驅動領域已經有很多應用了，整個系列有M3的內核、M4的內核、M23的內核以及RISC-V內核。這里我們選取GD32Cortex-M4內核的GD32F4系列產品，相較眾多國際廠商的M4內核產品性能如何。

（圖源：兆易創新）

如上圖所示，GD32F4系列屬于增強系列，168MHz的高主頻，3MB的閃存與192KB的SRAM。STM32F4系列里的高性能產品主頻170MHz，閃存2MB，SRAM為384KB，對比之下GD32F4系列性能絲毫不遜色。GD32F4系列融合了兆易創新先進的專利gFlash存儲器技術，存儲器配置上有著極高的設計靈活度。

GD32F4系列內核包含一個浮點運算器（FPU），用于提高單精度浮點運算速度。此內核可執行全套DSP指令并支持所有ARM單精度指令和數據類型，還配備了MPU和強大的跟蹤能力滿足高級調試的要求。外設接口同樣很豐富，GD32F4系列支持連接到兩條APB總線的增強型I/O口和各種片內外設。標準的通信接口配置不在話下，還有一些高級通信接口該系列也都做進去了，包括SPI、I2C、USART、USB2.0OTGFS和CAN。

作為增強型高性能系列，為了滿足工業級別的應用，GD32F4系列配備高達3個12bit1MspsADC、10個通用16位定時器和1個PWM高級定時器。高性能與豐富外設這個系列是做到了，剩下的就是盡可能降低功耗，這也是所有MCU的重中之重。GD32F4系列具有三種省電模式，可針對低功耗應用實現喚醒延遲和能耗之間的最大限度優化，盡可能兼顧高性能和低功耗。

國民技術N32G455

國民技術基于ARMCortex-M系列32位處理器內核，結合SoC芯片研發技術積累，打磨出了高集成度、高性能、低功耗MCU產品。N32G455系列是國民技術通用MCU的增強型產品系列。

（圖源：國民技術）

N32G455系列采用32位ARMCortex-M4內核,主頻144MHz，支持浮點運算和DSP指令,擁有512KB片內FLASH和144KB的SRAM。與前者相比存儲的確不是這個系列主攻的方向，高集成性才是。多達17個高性能模擬器件,18個數字通訊接口，還內置了10余種密碼算法硬件加速引擎，支持存儲加密、用戶分區保護、安全啟動等多種安全特性。安全的高集成性是N32G455系列的特色。

豐富的集成性還體現在模擬外設的集成上，諸如4x12bitADC（@5Mbps）、2x12bitDAC（@1Mbps）、內置可編程增益放大的軌到軌OP-AMP以及高速模擬比較器。為了提高機器人控制性能，在基礎和通用定時器基礎上，N32G455系列還配置了2個6.9ns控制精度的16位高級定時器用于互補PWM輸出。

高集成性與穩定的控制讓N32G455系列足夠適應目前大多數工業機器人驅動，最后看看這個系列的功耗。3.3V下待機狀態3uA，正常工況下90uA/MHz的功耗也的確不高。據悉國民技術也正在推進M7內核產品，對于往后靈活性拓展性越來越高的協作機器人，M7內核的驅控芯片值得期待。

靈動微MM32

靈動微在國內ARMMCU的實力名列前茅，其產品在工業自動化中也有不少應用。這里選了靈動微兩個系列。雖然我們這個系列探尋的機器人芯片都是盡可能找高性能高算力的主控芯片，但在這里還是將MM32SPIN222C拿出來說一下。MM32SPIN系列的MM32SPIN222C在工業機器人小型關節上應用的很廣泛，雖然M0內核的MM32SPIN222C計算性能沒法與M4和M7相比，但是對于目前這種智能化程度的工業機器人，其實并不需要多少太高的算力。

（圖源：靈動微電子）

而MM32F3270則使用了高性能的ArmCortex-M3為內核，最高工作頻率可達120MHz。512KB的Flash和128KBRAM足夠滿足基本需求。這個系列的I/O端口與外設也非常豐富，2個I2C接口、3個SPI接口、3個I2S接口和8個UART接口；3個12位ADC（1us轉換時間）、2個12位DAC、2個比較器。

該系列為了增強控制能力，在通用定時器之外配置了2個高級定時器，由16位計數器、4個捕獲/比較通道以及三相互補PWM發生器組成，它們具有帶死區插入的互補PWM輸出。作為PWM發生器時，其調制能力覆蓋0-100%。

MM32系列同樣做了很多省電模式來盡可能降低功耗，可以在要求低功耗、短啟動時間和多種喚醒事件之間達到最佳的平衡。

小結

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，下一期我們繼續將目光對準國內廠商，看看在機器人應用上還有哪些不得不提的系列。