德州儀器C2000? MCU新品發(fā)布：邊緣AI與實(shí)時(shí)控制的創(chuàng)新突破

近日，德州儀器（TI）推出了兩款全新的微控制器產(chǎn)品——TMS320F28P55x系列和F29H85x系列。這兩款產(chǎn)品不僅在實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破，還首次集成了邊緣人工智能（AI）硬件加速器，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的效率、安全性和可持續(xù)性。

為了讓大家更深入地了解這兩款產(chǎn)品，德州儀器中國(guó)區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英先生在發(fā)布會(huì)上詳細(xì)介紹了TMS320F28P55x系列和F29H85x系列的創(chuàng)新特性，以及其在工業(yè)、汽車等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。

（德州儀器中國(guó)區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英先生）

背景：C2000? MCU的演進(jìn)與實(shí)時(shí)控制的核心價(jià)值

要知道，C2000? MCU系列自1994年推出以來(lái)，已經(jīng)走過(guò)了30年的發(fā)展歷程。作為德州儀器在實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域的核心產(chǎn)品，C2000? MCU憑借其強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、高精度的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和PWM（脈寬調(diào)制）技術(shù)，廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、電源變換、太陽(yáng)能逆變器、伺服驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。

據(jù)介紹，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的核心在于對(duì)物理世界的精確感知和快速響應(yīng)，而C2000? MCU正是通過(guò)其高效的信號(hào)處理能力和實(shí)時(shí)控制算法，成為了這些系統(tǒng)的“智慧大腦”。

師英先生在發(fā)布會(huì)上指出，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)面臨著諸多挑戰(zhàn)，尤其是在工業(yè)與汽車領(lǐng)域，如何以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的價(jià)格優(yōu)化實(shí)時(shí)控制功能，同時(shí)利用集成功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，是工程師們亟待解決的問(wèn)題。C2000? MCU通過(guò)其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)控制性能和豐富的集成功能，為這些挑戰(zhàn)提供了有效的解決方案。

TMS320F28P55x系列：邊緣AI與實(shí)時(shí)控制的完美結(jié)合

全新TMS320F28P55x系列是C2000? MCU家族中的最新成員，也是業(yè)內(nèi)首款集成了神經(jīng)處理單元（NPU）的實(shí)時(shí)MCU。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)使得F28P55x能夠在本地執(zhí)行AI算法，顯著提升了系統(tǒng)的智能化水平和故障檢測(cè)能力。

首先，是邊緣AI的優(yōu)勢(shì)。邊緣AI是指將AI算法的執(zhí)行從云端轉(zhuǎn)移到設(shè)備端，直接在邊緣設(shè)備上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和決策。這種模式具有三大優(yōu)勢(shì)：

● 更低的延遲：無(wú)需將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍瑴p少了網(wǎng)絡(luò)延遲，能夠?qū)崿F(xiàn)更快的響應(yīng)速度。

● 更高的電源效率：通過(guò)優(yōu)化算法和硬件加速，邊緣AI能夠在本地高效執(zhí)行AI運(yùn)算，降低系統(tǒng)功耗。

● 更高的安全性和可靠性：數(shù)據(jù)無(wú)需上傳至云端，減少了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)避免了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的不確定性。

其次，是NPU的強(qiáng)大性能。F28P55x集成的NPU專門用于執(zhí)行卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）等AI算法，其性能比傳統(tǒng)的CPU提升了5-10倍。在故障檢測(cè)應(yīng)用中，F(xiàn)28P55x的準(zhǔn)確率高達(dá)99%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方案的85%。例如，在太陽(yáng)能逆變系統(tǒng)中，F(xiàn)28P55x能夠通過(guò)電弧檢測(cè)算法，快速識(shí)別并切斷電路，避免火災(zāi)等安全事故的發(fā)生。

第三，是系統(tǒng)成本與尺寸的優(yōu)化。傳統(tǒng)的電弧檢測(cè)方案通常需要額外的MCU和復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，而F28P55x通過(guò)集成NPU，實(shí)現(xiàn)了單芯片解決方案。這不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還顯著降低了成本和尺寸。

為了進(jìn)一步體現(xiàn)這方面的優(yōu)勢(shì)，師英先生特別提到，德州儀器的合作伙伴SOLAX已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了基于F28P55x的電弧檢測(cè)模塊，其單次電弧判斷時(shí)間縮短至5毫秒，誤報(bào)率近乎為零。

F29H85x系列：64位C29內(nèi)核的性能飛躍

全新F29H85x系列則是C2000? MCU家族的另一款重磅新品，其最大亮點(diǎn)在于采用了全新的64位C29內(nèi)核。這是C2000? MCU內(nèi)核時(shí)隔23年后的首次重大升級(jí)，標(biāo)志著實(shí)時(shí)控制處理器在性能上的又一次飛躍。

具體來(lái)說(shuō)，在架構(gòu)創(chuàng)新方面，C29內(nèi)核采用了超長(zhǎng)指令字（VLIW）架構(gòu)，每個(gè)機(jī)器周期可以同時(shí)執(zhí)行8條指令，顯著提升了并行運(yùn)算能力。與上一代C28內(nèi)核相比，C29在信號(hào)鏈性能上提升了2-3倍，F(xiàn)FT（快速傅里葉變換）性能提升了5倍，中斷響應(yīng)速度提升了4倍。這些性能提升，使得F29H85x能夠更好地應(yīng)對(duì)高實(shí)時(shí)性要求的應(yīng)用場(chǎng)景，如電機(jī)控制、電源變換等。

在安全保障方面，F29H85x系列在設(shè)計(jì)之初就充分考慮了功能安全與信息安全的需求。其中，在功能安全方面，F(xiàn)29H85x符合汽車領(lǐng)域的ISO 26262 ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)領(lǐng)域的IEC 61508 SIL-3標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足最高等級(jí)的安全要求；在信息安全方面，F(xiàn)29H85x集成了硬件安全模塊（HSM），能夠有效防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和網(wǎng)絡(luò)威脅。

在應(yīng)用場(chǎng)景方面，F29H85x系列憑借其強(qiáng)大的性能和安全性，能夠廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人等領(lǐng)域。例如，在電動(dòng)汽車中，F(xiàn)29H85x可以集成車載充電機(jī)（OBC）、DC/DC轉(zhuǎn)換器和主機(jī)MCU的功能，實(shí)現(xiàn)單芯片解決方案，從而提升系統(tǒng)效率、減小尺寸并降低成本。

C2000? MCU生態(tài)系統(tǒng)：一站式服務(wù)、全方位支持

為了幫助客戶更好地開(kāi)發(fā)基于C2000? MCU的應(yīng)用，德州儀器提供了豐富的生態(tài)系統(tǒng)支持。從參考設(shè)計(jì)、硬件和軟件的開(kāi)發(fā)工具，到功能安全和信息安全的認(rèn)證庫(kù)，德州儀器為客戶提供了一站式的解決方案。特別是在從F28系列遷移到F29系列的過(guò)程中，德州儀器提供了專門的遷移工具，幫助客戶快速完成系統(tǒng)升級(jí)。

此外，德州儀器還支持多種建模和仿真工具，比如ETAS和MathWorks，并為客戶提供了免費(fèi)的CCS（Code Composer Studio）和SysConfig可視化配置工具。在AUTOSAR方面，德州儀器與國(guó)際知名的供應(yīng)商如VECTOR、ETAS等合作，同時(shí)也積極支持國(guó)內(nèi)版本的AUTOSAR開(kāi)發(fā)。

結(jié)語(yǔ)：C2000? MCU為未來(lái)的實(shí)時(shí)控制應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

隨著工業(yè)4.0和智能汽車的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的需求日益增長(zhǎng)。德州儀器通過(guò)推出TMS320F28P55x和F29H85x系列，不僅提升了C2000? MCU的性能和功能，還通過(guò)集成邊緣AI和64位C29內(nèi)核，為未來(lái)的實(shí)時(shí)控制應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

正如師英先生在發(fā)布會(huì)上所言：“德州儀器將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)向更高效、更安全、更智能的方向發(fā)展。未來(lái)，C2000? MCU將在更多領(lǐng)域發(fā)揮其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)控制能力，為全球的工業(yè)自動(dòng)化和智能汽車產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的支持?！?/span>

不難看出，TMS320F28P55x和F29H85x系列的推出，不僅標(biāo)志著C2000? MCU在性能和功能上的重大突破，也為邊緣AI和實(shí)時(shí)控制的融合提供了新的可能性。未來(lái)，隨著這些新品的廣泛應(yīng)用，德州儀器將繼續(xù)引領(lǐng)實(shí)時(shí)控制技術(shù)的發(fā)展，為全球的工業(yè)自動(dòng)化和智能汽車產(chǎn)業(yè)注入新的活力。