在近日召開的第六屆上海進博會上，TI作為全球領先的芯片供應商再次參展。汽車和機器人是TI近年來的兩大戰(zhàn)略布局方向，也是此次參展的核心主題。來自汽車和機器人領域的兩位本土合作伙伴：中車電驅(qū)和高創(chuàng)運動，也在展臺與TI舉行了聯(lián)合新品發(fā)布。在新品發(fā)布之后，我們也有幸采訪到了德州儀器中國華南區(qū)總經(jīng)理王運健，針對TI在汽車和機器人領域的布局進行了深入探討。

汽車電子電氣架構(gòu)升級，一場成本、性能和安全之間的綜合博弈

當前汽車電子電氣架構(gòu)正在發(fā)生變化，雖然各家的域控架構(gòu)設計各不相同、尚未走向收斂，但有兩個統(tǒng)一的趨勢：一是對于汽車電子芯片的需求量越來越大；二是對于邊緣計算的能力要求越來越高。王運健表示，無論客戶是采用整合式、分區(qū)式還是分域式的架構(gòu)設計，對于電子需求是越來越高的。如果客戶要做分布式的系統(tǒng)，那么系統(tǒng)之間的通信成本就會越來越高，此外還包括不同域控制器的計算能力提升，以及每個域控制器上所需要的供電、所需要的信號采集等等，這些都是汽車芯片供應商的市場機會所在。

對于TI而言，其在汽車電子領域的優(yōu)勢在于寬廣的車規(guī)產(chǎn)品布局：在域控方面，TI有TDA4和Sitara?系列高性能處理器；在電機控制器方面，TI有TI C2000?和Sitara?系列可以選擇；在供電需求方面，TI有DC/DC等豐富的模擬產(chǎn)品型號；在通信方面，TI有高速SerDes芯片、車載CAN通信等底層硬件接口。

另一個關(guān)于汽車芯片的重點在于要符合車規(guī)認證。而據(jù)王運健介紹，TI的車規(guī)產(chǎn)品是從芯片設計階段就根據(jù)車的要求來做的，從設計之初就考慮到更多的安全性和可靠性，包括產(chǎn)品的互相備份、產(chǎn)品的功能安全設計、FMEDA這些的安全文檔等；并且最終測試時也會安好車的流程來做測試。但對于客戶而言，選擇一款車規(guī)芯片并不意味著整個系統(tǒng)設計就能夠通過車規(guī)認證，因此TI在本身自己提供的汽車芯片符合ISO2626的車規(guī)認證的同時，更多地還會參與到客戶的系統(tǒng)設計的討論中，幫助客戶從系統(tǒng)層面實現(xiàn)車規(guī)功能安全的系統(tǒng)設計。

此外，針對汽車類客戶的設計成本優(yōu)化，王運健認為要從系統(tǒng)層面的創(chuàng)新來幫助客戶實現(xiàn)成本降低。“我們和車廠的深度合作，更多的是要定義未來的產(chǎn)品方向?！蓖踹\健分享到，“例如將多路的電源集成在一起，就可以減少成本和空間；選擇合適的處理器性能，也會影響成本；另外，通信的方式是用CANFD還是用LIN帶接口、帶供電的？這些都是對未來系統(tǒng)成本有較大影響的因素?！?

左一：德州儀器中國華南區(qū)總經(jīng)理王運健

【中車電驅(qū)發(fā)布全新電池控制器平臺，TMS320F280039助力成本性能雙效提升】

此次中車電驅(qū)在TI展臺聯(lián)合發(fā)布的新品是“全新電機控制器主控平臺”，該控制器采用了TI的TMS320F280039作為主控芯片，專為A0級和A級車打造，覆蓋的動力范圍包括40kW-170kW。據(jù)湖南中車時代電驅(qū)科技有限公司研發(fā)部長李靖介紹，這款全新的電機控制器具備三大優(yōu)勢，第一，布板緊湊，用很小的板面積來覆蓋電驅(qū)所需要的功能；第二，主控芯片符合ASIL-B標準，為客戶系統(tǒng)實現(xiàn)ASIL-B提供了很好的基礎；第三，性價比較高。

TMS320F280039是如何幫助中車電驅(qū)的控制器在更低成本的同時又實現(xiàn)了全部功能的覆蓋？旋變軟解碼是一個重要功能。電機控制中有一個很重要功能是電機位置判斷，傳統(tǒng)方案都是采用專門硬件進行電機位置識別。而TMS320F280039中專門內(nèi)置了一個名為CLA的協(xié)處理器，該處理器針對三角函數(shù)進行了大量的優(yōu)化，專門用于電機位置的軟件解碼，從而有效加速了控制器的電機位置識別，同時幫助客戶減少了一個電機位置識別硬件的成本。

據(jù)了解，德州儀器與中車株洲電力機車研究所及其下子公司中車時代電氣合作已逾15年，合作的領域涉及軌道交通、新能源裝備、汽車與工業(yè)三大產(chǎn)業(yè)集群。此次中車電驅(qū)電機控制器主控平臺采用了德州儀器 TMS320F280039-Q1微控制器產(chǎn)品。作為TI C2000?產(chǎn)品系列的一員，TI TMS320F280039-Q1產(chǎn)品集成了可靠穩(wěn)定的旋變軟解碼方案，可提升系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，大幅節(jié)約成本，能夠為客戶提供具有市場競爭力的電驅(qū)方案。此外，該產(chǎn)品憑借TI C2000?高性能電機控制算法，擁有豐富的外設資源以及良好的生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛地應用于各種市場中的解決方案中。

王運健表示：“TI C2000?產(chǎn)品性能是經(jīng)過驗證的，這絕非我們自夸，而是來自客戶的真實體驗，我們看到很多客戶自然而然地選擇了C2000?的產(chǎn)品?！蹦壳癈2000?0已經(jīng)發(fā)展到了第三代產(chǎn)品，而TI也在積極進行第四代產(chǎn)品的研發(fā)，甚至已經(jīng)規(guī)劃到了第五代。隨著C2000?系列的不斷出貨和升級，該系列產(chǎn)品的成本競爭力會越來越強；而且隨著大量出貨積累來的對客戶需求的深入理解，TI也會在后續(xù)產(chǎn)品型號中集成更多符合客戶需求的模擬功能，從而使其更加貼合客戶的未來實際應用需求。

應對機器人四大挑戰(zhàn)，Sitara?+C2000?一步搞定

除了汽車外，機器人也是一個非常有潛力的應用方向。雖然機器人市場增長不如汽車那么明顯，但是隨著制造業(yè)的升級以及機器人在消費、生活和服務各行業(yè)逐步普及，整個機器人領域的增長空間是巨大的。但當機器人和我們走的越來越近，協(xié)作機器人也就有著更高的技術(shù)要求。

據(jù)王運健分享，機器人領域主要有四大挑戰(zhàn)：第一是更精確和精準的動作；第二是更智能；第三是更安全；第四是更綠色。在更精確動作方面，TI的C2000?采用高精度的PWM波控制，能夠讓執(zhí)行單元非常細微，從而做到高精度的控制。在智能方面需要的是更高的算力，TI的TDA4可以達到最高32TOPS的高算力，滿足更多AI感知和云端需求。更安全指的是能夠感知到人體的存在，不會造成意外傷害。TI的毫米波雷達和其他傳感器芯片能夠幫助機器人更精準感知到外界環(huán)境。而在綠色方面，TI提供了SiC、GaN等高能效的驅(qū)動方案，可以幫助客戶實現(xiàn)更高開關(guān)頻率和轉(zhuǎn)化效率，從而降低整機功耗。

“如今隨著嵌入式模擬智能技術(shù)的快速變化，未來的機器人技術(shù)可能比以往任何時候都更加自主，豐富我們與世界的互動方式?！蓖踹\健分享到，“利用德州儀器的精確電機控制、邊緣處理計算技術(shù)、智能傳感和先進的實時通信創(chuàng)新技術(shù)，可以為客戶帶來更高的效率、更低的成本和更好的體驗?！?

【高創(chuàng)運動控制發(fā)布新型多軸驅(qū)動平臺，Sitara? MCU助力實現(xiàn)多軸同步零延時】

在回到此次進博會上機器人相關(guān)的重磅產(chǎn)品發(fā)布上，高創(chuàng)運動控制的新型多軸驅(qū)動平臺引人矚目。針對機器人領域?qū)﹄娍毓耋w積和多軸同步控制要求逐漸提高的痛點難點，德州儀器的Sitara? MCU 以及 C2000? 系列DSP芯片，為高創(chuàng)運動控制的工業(yè)機器人提供了高性能、高可靠性和多協(xié)議支持的解決方案，使其具有可應用于工業(yè)4.0機器人應用的成本效益。

據(jù)高創(chuàng)運動控制公司總經(jīng)理孫軍凱介紹，過往在機器人里留有的安裝空間比較狹小，同時算力有比較高的要求。此次高創(chuàng)運動控制的新型多軸驅(qū)動平臺依托德州儀器的Sitara? 4核芯片技術(shù)，把軸的控制、邏輯的控制、運動的規(guī)劃、以及Web通訊都集成在一個芯片里面，在一個非常小的空間里實現(xiàn)了幾乎是零延遲的軸到軸控制效果，把國內(nèi)的工業(yè)機器人運動控制性能達到了數(shù)倍甚至幾十倍的提升。

王運健表示，高創(chuàng)運動控制的新型多軸驅(qū)動平臺所采用的Sitara?處理器芯片具有豐富外設，功能安全和信息安全功能，支持常見協(xié)議，包括以太網(wǎng)/IP、EtherCAT、Profinet、IO-Link Master和千兆位以太網(wǎng)，從而實現(xiàn)電機驅(qū)動所需的連接性、性能、M4F 安全島和高級功能。此外該平臺還采用了C2000?系列DSP芯片。作為行業(yè)領先的實時控制芯片，德州儀器在這一技術(shù)上有超25年的經(jīng)驗沉淀，全球出貨量逾10億顆，以其穩(wěn)定的品質(zhì)廣泛應用于機器人，馬達驅(qū)動，汽車，光伏儲能等各種高實時性要求系統(tǒng)?；诖?，德州儀器為客戶的馬達驅(qū)動應用提供了更高響應速度。

通過TI Sitara? MCU+DSP 架構(gòu)，能夠幫助伺服驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn) 2 至 8 軸的靈活軸數(shù)配置，提供高可靠性的實時控制。“我們一直在研究多軸同步的問題。多軸同步的優(yōu)勢在于使用集成的芯片，可以減少不同芯片之間的傳輸和響應時間。TI采用了同一種處理器，但它包含了多個核心，這些核心之間通過內(nèi)部的高速通信總線進行數(shù)據(jù)交換，這樣可以大幅提升系統(tǒng)的響應速度。這是我們的一個重要賣點，就是利用多核處理器來實現(xiàn)多軸控制，降低了處理器之間的通信成本?！蓖踹\健總結(jié)到。

結(jié)語

當下各個應用市場均處于底部波動周期中，但TI更關(guān)注的是長期價值。而且憑借著產(chǎn)品線的廣度，TI并不容易受到單一市場的周期影響，而是能夠更容易熨平周期變化。王運健強調(diào)，TI擁有領先的設計能力、以及很穩(wěn)定寬廣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；而與此同此，客戶需求才是TI持續(xù)關(guān)注的重點，通過對于客戶需求深入了解，TI能夠捕捉到其中的共性和差異化。通過客戶未來需求來提前定義更有競爭力的產(chǎn)品。