شركة جيهاي الصينية تطلق أول معالج دقيق مخصص للمشفرات بدقة زاوية تبلغ 0.0001 درجة

أخبار ar.wedoany.com، أطلقت شركة جيهاي لأشباه الموصلات (Geehy Semiconductor) أول معالج دقيق (MCU) مخصص للمشفرات، وهو G32R430. يعتمد هذا المعالج على نواة Arm Cortex-M52، ويتميز بتعليمات تسريع حسابية خاصة (ATAN) مطورة ذاتيًا، مما يتيح حساب الزاوية الكهربائية في زمن لا يتجاوز الميكروثانية مع استهلاك فائق الانخفاض للطاقة في وضع الاستعداد. ويوفر هذا المنتج حلاً محليًا للرقائق الإلكترونية في تطبيقات التحكم في الحركة، مثل الروبوتات الشبيهة بالبشر والمؤازرات الصناعية.

في ظل الاتجاهات الرئيسية الثلاثة للصناعة 4.0 والتصنيع الذكي والروبوتات المتجسدة، يتجه قطاع المشفرات نحو التطور في مجالات الدقة العالية، وانخفاض استهلاك الطاقة، والتصغير، واستبدال المكونات الأجنبية بنظيراتها المحلية. في الحلول التقليدية، تعتمد محولات البروتوكول على وحدات DSP، مما يؤدي إلى ارتفاع التكلفة وجمود الخوارزميات؛ بينما تجد المعالجات الدقيقة للأغراض العامة صعوبة في الجمع بين محولات تناظرية رقمية عالية الدقة، وسرعة الحساب، وانخفاض استهلاك الطاقة. يستهدف G32R430 هذه التحديات من خلال بنية متخصصة تدمج وظائف جمع الإشارات، وحساب الزاوية، وإخراج البروتوكول في شريحة واحدة.

من حيث القدرة الحاسوبية، يبلغ تردد تشغيل G32R430 128 ميجاهرتز، ويدعم ذاكرة ITCM وDTCM المقترنة بإحكام وذاكرة تخزين مؤقت (Cache) بسعة 4 كيلوبايت، مما يتيح الوصول إلى البيانات دون أي زمن انتظار. تحقق تعليمات ATAN الموسعة لحساب الزاوية الكهربائية المطورة ذاتيًا دقة قياس زاوية تتجاوز 0.0001 درجة، مع تأخير في إخراج الزاوية الكهربائية يقل عن 1 ميكروثانية، وهو تحسن بنحو 40% مقارنة بالحلول التقليدية. في المسار الأساسي، يقل إجمالي الوقت غير المخصص لتنفيذ الخوارزميات، مثل أخذ عينات الإشارات وحساب الزاوية الكهربائية، عن 3 ميكروثوانٍ. تم تجهيز الشريحة بمحولين تناظريين رقميين عاليي الدقة (16 بت)، مع بتات فعالة (ENOB) لا تقل عن 13.5 بت في حالة الإدخال التفاضلي، مما يدعم بشكل مستقر المشفرات المطلقة المغناطيسية الكهربائية بدقة 17 بت فما فوق والمشفرات المطلقة الضوئية بدقة 23 بت. تشمل الأجهزة الطرفية المتكاملة عالية الكثافة محولاً تناظريًا رقميًا (12 بت)، ومحولين رقميين تناظريين (10 بت)، ومقارنات تناظرية قابلة للبرمجة، بالإضافة إلى واجهات اتصال مثل USART وI2C وSPI، وهي متوافقة مع بروتوكولات تاماغاوا (Tamagawa) وBiSS-C وSSI، بسرعة اتصال تصل إلى 8 ميجابت في الثانية. يمكن لشريحة واحدة إنجاز ست وظائف رئيسية: جمع الإشارات، وحساب الزاوية، والتعويض، والعد متعدد الدورات، وإخراج البروتوكول، وإدارة استهلاك الطاقة المنخفض.

فيما يتعلق باستهلاك الطاقة، يوفر G32R430 أوضاعًا متعددة لاستهلاك الطاقة المنخفض. في وضع الإيقاف (Stop mode)، يقل استهلاك الطاقة عن 15 ميكروأمبير، مع زمن استيقاظ أقل من 20 ميكروثانية؛ وفي وضع الاستعداد (Standby mode)، يقل استهلاك الطاقة عن 2 ميكروأمبير، مع زمن استيقاظ أقل من 50 ميكروثانية. تدعم الشريحة نطاق جهد تشغيل فائق الاتساع من 1.7 فولت إلى 3.6 فولت، مما يسمح بتغذيتها مباشرة بواسطة بطاريات الأزرار أو بطاريات الليثيوم، مما يقلل من فقدان تحويل الطاقة. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى 105 درجات مئوية، وهي متوافقة مع معيار السلامة الوظيفية IEC 61508، وتصل قدرة مقاومة التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) إلى ±4 كيلوفولت (HBM) و±1 كيلوفولت (CDM).

استنادًا إلى G32R430، تقدم جيهاي حلاً مرجعيًا لمشفر مطلق مغناطيسي كهربائي على المحور متوافق مع بروتوكول تاماغاوا. يعتمد هذا الحل على بنية فك تشفير الإشارات التناظرية، حيث يقوم بجمع الإشارات الخام SIN/COS مباشرة دون الحاجة إلى شريحة DSP مخصصة، وتقوم شريحة واحدة بإنجاز جميع الوظائف. ينخفض إجمالي تكلفة مواد التصنيع (BOM) بنسبة 20% إلى 30%. يبلغ متوسط استهلاك الطاقة الثابت للجهاز بأكمله حوالي 14 ميكروأمبير، ومع بطارية بسعة 1100 مللي أمبير في الساعة، يمكن أن يصل عمر البطارية النظري إلى أكثر من 7 سنوات. يبلغ قطر لوحة الحل 35 ملم فقط، ويمكن تكييفها مع محركات مؤازرة ذات حواف لا يقل قطرها عن 40 ملم، مما يلبي احتياجات المفاصل المدمجة.

يمكن لـ G32R430 تغطية أربعة سيناريوهات تطبيقية رئيسية: مفاصل الروبوتات الشبيهة بالبشر، والمؤازرات الصناعية، والمصاعد والمركبات الموجهة آليًا (AGV)، والأجهزة الدقيقة المحمولة التي تعمل بالبطاريات. في تطبيقات الروبوتات، تدعم هذه الشريحة، بفضل حسابها في زمن الميكروثانية واستهلاكها في زمن الميكروأمبير في وضع الاستعداد، متطلبات الديناميكية العالية وعمر البطارية الطويل. في المؤازرات الصناعية، يمكن استخدامها مع مشفرات مغناطيسية بدقة 17 بت فما فوق أو مشفرات ضوئية بدقة 23 بت، حيث لا يتجاوز إجمالي الوقت المستغرق في المسار الأساسي 11.5 ميكروثانية، مما يحسن استجابة الحلقة المغلقة للنظام.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com