纳芯微实时控制MCU集成可配置逻辑块,替代外挂CPLD/FPGA

行业背景:实时控制系统的“小逻辑”难题
在电机驱动、数字电源、储能变流器等应用中,主控芯片除了运行控制算法,还需处理编码器位置解码、PWM保护逻辑组合、自定义串行协议等功能。传统方案需外挂CPLD或FPGA等逻辑器件,不仅增加BOM成本和PCB面积,芯片间信号传输还会带来额外延迟与可靠性风险。
核心信息:CLB将外部逻辑“装”进芯片
纳芯微近日发布NSSine™系列实时控制MCU/DSP新成员——NS800RT503xC与NS800RT5049C系列。新品在已量产的NSSine™平台基础上,新增4个可配置逻辑块(CLB),工程师可通过软件在芯片内搭建自定义硬件逻辑,实现原本依赖外部逻辑器件的功能。型号中的“C”即代表带CLB的产品。
CLB是一组可通过软件进行互连逻辑设计的模块,用于实现自定义数字逻辑功能或增强现有片上外设,能够通过交叉开关与ePWM、eCAP、eQEP等控制外设互联,也可连接外部GPIO引脚。借助CLB,工程师可在芯片内实现高精度位置编码器协议解码(BISS-C、ENDAT2.2、T-Format、SSI等主流编码器协议)、实时脉冲序列输出、复杂故障组合逻辑的PWM保护、PWM输出通道扩展,以及数字电源中的LLC谐振变换同步整流控制和三电平逆变器延迟保护等功能,无需再增加外部CPLD或FPGA。上述功能由片内CLB硬件并行完成,不占用CPU资源,带来更确定、更低延迟的响应,同时减少板级互联,提升系统可靠性。纳芯微同步提供图形化CLB配置工具(NOVOCLBConfig)与示例应用,降低开发与迁移门槛。
产品选型与平台特性
本次发布的C系列提供两个子系列:NS800RT503xC系列涵盖NS800RT5039C(512KB Flash)与NS800RT5037C(256KB Flash),提供LQFP48至HLQFP128多种封装(最多67个GPIO),支持QSPI(XIP)片外存储扩展,适合对封装尺寸、成本梯度有不同要求的电机控制与工业应用;NS800RT5049C系列提供512KB Flash与100/64引脚封装选项,面向对控制性能与集成度要求更高的数字电源、伺服与汽车应用。
新品基于Arm® Cortex®-M7内核,最高工作频率240MHz,支持双精度浮点运算单元(FPU)与DSP指令集,片上集成eMATH数学加速核与mMATH数字处理单元,可为电机FOC、数字电源环路等复杂控制算法提供充足算力;存储最高512KB Flash与256KB SRAM。模拟与控制外设方面,集成高速ADC、高分辨率PWM(HRPWM)、Σ-Δ调制器滤波器(SDFM)等资源,覆盖从信号采样到功率控制的全链路,可充分发挥SiC、GaN等宽禁带功率器件的性能优势。产品满足AEC-Q100 Grade 1车规可靠性标准,功能安全符合ISO 26262 ASIL-B与IEC 61508 SIL2,并提供车规级与工规级选项。开发工具支持Keil、IAR、NovoStudio等主流环境,客户基于既有NSSine™项目的开发经验可平滑迁移。
对产业链的影响
CLB的集成将部分逻辑器件功能吸收进主控芯片,直接减少外挂CPLD/FPGA的需求,对PCB环节而言,有助于减少板级互联和PCB面积,简化布局布线,提升系统可靠性;对元器件供应链而言,可能影响小容量逻辑器件的选型格局,推动主控芯片向更高集成度演进。在电机控制、数字电源、储能和汽车三电等应用领域,这种集成化趋势将降低系统成本,加速产品上市。
结语
纳芯微NS800RT503xC/5049C系列通过集成CLB,为实时控制应用提供了更紧凑、更低延迟的解决方案,体现了主控芯片集成化的发展方向,其后续市场表现值得关注。
来源:电子产品世界 EEPW









