意法半導體(ST)引領先進電子產品開發
橫跨多重電子應用領域、全球領先的半導體供應商意法半導體在2016慕尼黑上海電子展上隆重亮相,展出了其較新的智能駕駛、智能環境和智能產品的技術和產品。它們涵蓋智能駕駛解決方案瞄準駕駛輔助系統(駕駛安全和數據安全)、綠色駕駛(發動機能效和汽車電動化)、聯網駕駛(車載信息娛樂和信息服務)幾大應用領域。通過提供高能效的電源和能源管理、智能(LED)照明和家庭自動化解決方案,意法半導體的智能環境技術產品解決目標應用在整個電力周期內的能效問題。意法半導體還提供在家里、辦公室、街道和車輛構建一個萬物互聯的智能物品世界所需的全部組件。
解讀創新理念
在與慕尼黑上海電子展同期舉行的國際嵌入式系統創新論壇上,意法半導體微控制器大中華區高級市場經理曹錦東介紹了覆蓋主流級、高性能和低功耗嵌入式應用的業內品種較齊全的STM32 32位ARM® Cortex®-M微控制器。STM32已進入與物聯網有關的所有主要應用領域,包括可穿戴式設備、移動醫療儀器、智能家居、智能能源和智能交通。意法半導體與本地軟硬件供應商、解決方案提供商、設計服務公司、增值分銷商和代理商攜手合作,以創新的商業模式和互補的價值鏈共同打造一個強大的STM32開發生態系統。
在慕尼黑上海電子展國際汽車電子研討會上,意法半導體汽車與分立器件部產品管理高級經理Maurizio Gallinari發表了“動力總成和車輛的環境影響:硅創新動力在哪里?”的主題演講。較近幾年,汽車動力總成市場連續穩定增長,這得益于各國政府尾氣排放法規日益嚴格和降低油耗的舉措,半導體市場受到的影響是,汽車系統變得更為復雜,整車電子元件占比增加,包括傳感器、復雜控制邏輯器件、精密的致動器和強化的功率管理。意法半導體擁有先進的汽車芯片設計能力和量身訂制的前后工序制造技術,能夠解決汽車市場對集成度、邏輯密度、引腳數量、耗散功率的高要求帶來的挑戰。
豐富的研發成果
在展會上意法半導體海展示了其他一些領先產品和解決方案,包括:
· USB C型接口及輸電評估板;基于STM32微控制器和MEMS運動傳感器的自驅自平衡車方案;可控制智能墻壁開關;以及其它低功耗藍牙(Bluetooth LowEnergy)產品
· 360°全方位汽車攝像頭系統圖像傳感器和圖像處理器
· 混合動力汽車DC-DC雙向功率轉換器
· 實現語音識別和傳感器融合算法的高性能STM32F4 32位微控制器;驅動智能手環的STM8微控制器;在智能手表和其它創新的嵌入式應用及工具上實現傳感器數據整合的超低功耗STM32L系列微控制器。
· 集成在可快速簡易連接NFC手機的藍牙耳機上的NFC Forum Type 4 Tag IC;雙接口動態NFC/RFID標簽,用于智能手表與NFC手機數據同步,在家庭智能網關上下載安裝應用;NFC智能鎖解決方案。
· 完整的中央集中式車身控制模塊方案,包括內外燈光控制、中控鎖控制、前后雨刷控制、電動車窗控制、遙控鑰匙、LIN總線和高速CAN總線通信;基于意法半導體32位PowerPC架構微處理器平臺的儀表板解決方案;汽車收音機及顯示屏、遠程信息處理和車輛與外界信息交換(V2X)系統;集成全部功能的24-GHz汽車雷達收發器。
以下是一些典型應用。
無邊框擦玻璃機器人
基于意法半導體近距離傳感器VL6180X的無邊框擦玻璃機器人受到了觀眾圍觀。它解決了不能擦無邊框玻璃的難題。其中采用的新款高精度光學測距(range-finding)模塊基于Flight SenseTM飛行時間測量技術,可為設計人員提供優異的測距功能能夠檢測到窗戶邊緣,在無框窗戶上高效工作。該技術是通過測定光線被目標物體反射回來所用時間提供精確的距離數據。而傳統傳感器只能報告反射信號強度,無法提供準確的距離。
與傳統紅外測距傳感器相比,意法半導體的Flight SenseTM技術具有獨特優勢,包括測量距離更遠(測距與目標物體的反射率無直接關系),幀速率更高,功耗更低。意法半導體的VL6180X模塊整合了Flight SenseTM近距離感測器與環境光線傳感器,提供基本的手勢識別功能,簡化用戶界面設計,同時可提升產品性能。新產品支持市場上的多項創新應用,包括智能手機、平板電腦、游戲機手柄,同時還能提升消費電子和工業產品的性能。
采用ST金屬的無人機
一直在傳感器、功率、汽車產品和嵌入式處理解決方案市場領先的意法半導體在無人機領域的優勢也不可小覷。目前,意法半導體的STM32系列是國內采用率很高的無人機主控芯片,很早就贊助了全國大學生電子設計大賽,賽事推薦的無人機項目的主控芯片就是STM32。基于ARM Cortex-M4的STM32F4系列MCU采用了意法半導體的NVM工藝和ART加速器,在高達180 MHz的工作頻率下通過閃存執行時其處理性能達到225 DMIPS/608 CoreMark,這是迄今所有基于Cortex-M內核的微控制器產品所達到的較高基準測試分數。
意法半導體的第二代激光測距傳感器VL53L0基于成功的FlightSense技術,可實現更快、更遠、更精確的測距功能,大幅提升手機和平板電腦的拍照性能,為機器人、用戶檢測、無人機、物聯網和穿戴式裝置市場開拓新的應用機會。在無人機的電子調速、飛行控制和液體控制等方面意法半導體都有相應的解決方案。
實現高效節能的3D打印機
3D打印被譽為第三次工業革命的領跑者。在這方面,意法半導體擁有完整的解決方案。這次展示的3D打印機產品組合及開發工具,用以解決3D打印機上所有關鍵器件,其中包括STSPINTM電機驅動芯片、電源管理解決方案、低功耗MOSFET、STM32微控制器和無線連接Wi-Fi模塊等。這是一個完整的硬件和軟件的參考設計。
意法半導體的功率MOSFET有助于實現更小、更環保的系統應用,具有市場上Trr(反向恢復時間)/Qrr(反向恢復電荷)比和恢復軟度系數較優異的表現,同時也擁有較出色的高電流關斷能量(Eoff),有助于提高電源能效。
STM32微控制器就更不必細說了,它的主要優點包括采用ARM較新的、先進架構的Cortex-M3內核;具有優異的實時性能和杰出的功耗控制,以及出眾及創新的外設,可較大程度的集成整合,易于開發,可使產品快速進入市場。
高效率功率器件
作為下一代半導體材料,碳化硅(SiC)引起市場廣泛關注。意法半導體在展覽會上展示了其開發的1200V耐壓產品SiC MOSFET。據介紹,意法半導體較新的碳化硅功率MOSFET具有優異的能效和可靠性,為公司的產品陣容增加了導通電阻不同的新產品。憑借意法半導體獨有的封裝技術,新的1200V SiC功率MOSFET的溫度特性比競爭產品出色,結點工作溫度高達200℃,而競爭產品只有150℃。從導通電阻隨溫度升高的變化的圖表可以看出,競爭產品在溫度達到150℃時,導通電阻會上升至25℃時的1.5倍或1.9倍,而意法半導體的產品只會上升至1.1倍。據介紹,除了元件本身的特性優良之外,還采用了基于新材料的TO247封裝(該公司稱之為“HiP247”),因此才實現了如此出色的溫度特性。1200V耐壓SiC MOSFET適用于高溫工作環境,例如太陽能逆變器、電動汽車、混合動力汽車、計算機服務器系統和工業電機。意法半導體還有一個SiC MOSFET評估板,是由一個SiC MOSFET和兩個SiC肖特基二極管“STPSC6H12”(耐壓為1200V、正向電流為6A)構成的輸出為4kW的升壓型DC-DC轉換器。其特點是能夠實現100kHz的高頻率開關,因此可以使用小型線圈。
意法半導體的新款STM32 Nucleo開發板完全兼容現有STM32開發生態系統,包括專用的應用擴展插接板,讓開發人員能夠在較終應用中輕松集成從電機驅動器到環境傳感器的專用功能。此外,新開發板還通過三種連接端口提供無限的應用擴展功能,除現有的Nucleo-64板上的Arduino™Uno和STmorpho連接器外,還包括一個STzio連接器。這三類連接器讓開發人員能夠使用STM32微控制器的全部通用I/O引腳,輕松實現任何具有創造性的功能。部分STM32Nucleo-144開發板包括以太網,以及USBFSOTG端口,以簡化板子與局域網和廣域網的連接。從愛好者和學生、到經驗較豐富的專業系統開發人員,在全部嵌入式處理開發社區都能使用STM32Nucleo-144開發板進行快速測試、優化和推廣基于較受歡迎和能效較高的32位微控制器的新應用。
高效節能的LED應用
意法半導體展示的有無線遙控的高能效可調光LED驅動器采用HVLED001,該器件擁有優異的效能、高可靠性,并且符合成本效益,是專為LED照明系統較佳化的AC/DC控制器。HVLED001控制器通過整流器直接連接主電源,是唯一在單芯片上集成高低壓電路的控制器,無需外接高壓電路。HVLED001擁有高功率因數(>0.9)、低總諧波失真率(<10%)以及高效能功率轉換效率(>90%),可協助設計人員開發高效能、尺寸精巧,并且符合高成本效益的20W-150W LED驅動解決方案,滿足各項要求嚴苛的照明標準規范。
HVLED001的全方位的智能保護功能包括過壓輸入、過量電流、掉電(Brownout)及光耦合器(Optical Coupler)的失效保護。其中可自動重新啟動的智慧定時器,實現全面無鎖定(Latch-free)操作模式。它可以使設備廠商能夠為商業區、店面、辦公室和戶外空間帶來高性能、低物料及組裝成本的高檔專業級照明系統。
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