飞思卡尔Kinetis V系列MCU简化下一代电机控制和数字功率转换应用

基于ARM Cortex-M处理器的飞思卡尔新Kinetis V系列MCU和Kinetis电机套件使电机控制应用的开发更灵活、更快速、更经济高效

2014年4月3日，德克萨斯州奥斯汀讯－飞思卡尔半导体（NYSE: FSL）继续拓展其业内最广泛的ARM微控制器（MCU）组合，推出了新Kinetis V系列的第一批产品家族。该系列针对电机控制和数字功率转换应用进行了优化。为了完善Kinetis V系列，飞思卡尔还推出了Kinetis 电机套件（Motor Suite），这是一个捆绑型支持工具，有助于最大限度地提高电机效率，同时降低开发成本、加快产品上市。

现代传感器电机控制和无传感器电机控制对于MCU的要求很高，在处理一般应用任务的同时还需要精确的速度和位置测量。MCU必须能够支持一系列控制算法 –从入门级的BLDC到高级的PMSM 和ACIM控制回路–并提供高速/高分辨率的ADC和PWM，实现快速、准确的信号捕捉和响应。开发人员还必须使用直观的软件工具，让他们能快速高效地创建、调整和实施其控制算法。

Kinetis V系列的快速信号采集和处理能力，加上直观的Kinetis 电机套件，可提供一个统一的软硬件平台，用于开发可扩展的、经济高效的电机控制系统。采用Kinetis V系列，无论是低端池泵的设计人员还是高级机器人的设计人员，现在都可以利用这种最新的发动机技术所带来的更高的效率、更安静的运行、更具可靠性等优势。

飞思卡尔高级副总裁兼微控制器事业部总经理Geoff Lees 表示："凭借飞思卡尔逾20年的电机控制处理器专长，以及我们在这些市场极佳的声誉，Kinetis路线图的下一步顺理成章就是针对电机控制和数字功率。Kinetis V系列出色的性能/价格比、量身定制的外设和捆绑型Kinetis 电机套件，使开发人员比以前更快、更容易进行高效的设计。"

Kinetis V系列MCU和新的Kinetis 电机套件软件将于4月8-11日在德克萨斯州达拉斯市召开的飞思卡尔美国技术论坛（FTF）上展示。

Kinetis KV4x，KV3x 和KV1x MCU
KV4x家族是现有V系列的旗舰产品，针对数字电源转换设计，以及需要高度动态控制的PMSM和ACIM。旨在实现最佳性能的KV4x MCU将一个150 MHz ARM Cortex-M4处理器与浮点单元整合，通过一个128位宽的接口执行高达256 KB 的闪存，尽可能缩短CPU等待状态。通过30个计时器通道（其中高度灵活的eFlexPWM提供12个），KV4x家族器件提供多个三相电机驱动功能，支持死区时间插入，PWM的互补配对，半周期重新加载和故障检测。对于无传感器电机控制速度/位置检测，两个12位ADC支持高达1.9 MSPS的采样率，可以被连接到定时器、模拟比较器或GPIO等MCU内部外设交叉开关的任何模块触发。对于开关模式电源应用， eFlexPWM模块在ADC采样率达4.1Msps时提供300皮秒的分辨率。这提高了实时控制能力，确保用于数据采集和系统更新的关键时间窗口相遇。此外，KV4x家族的高度特性集成支持高达30 个PWM输出，38个ADC通道输入，并允许CAN、UART和SPI接口放置在一个100引脚的LQF P封装中。

KV3x家族也基于Cortex-M4，针对PMSM中间应用，其CPU频率达100-120 MHz，配备高达512/96 KB的Flash/SRAM和一个可选的外部总线接口，用于片外系统的扩展。

KV1x家族属于入门级系列，集成了业内最快的Cortex-M0+ MCU内核。凭借75 MHz的CPU频率，再加上硬件除法和平方根块，与家族的其他MCU相比，KV1x器件将计算密集型应用的性能提升了25%以上。将这样的高处理效率应用在一个32 KB的小型解决方案中，使KV1x MCU成为BLDC和PMSM设计经济高效的选择，而BLDC和PMSM目前依赖更大、更昂贵的32位MCU。

Kinetis电机套件和其他电机控制支持
传统上来说，PID回路调节是基于试验和故障的，它需要专业的电机控制技术，获得的也并非最佳的系统性能，而且性能可能随时间的推移降低。Kinetis电机套件解决了这些问题，缩短了开发周期，提供更多的可预测的系统响应、加快了产品上市。

Kinetis电机套件包括三个软件组件，用于调节、观察和管理电机控制系统的运行： Kinetis电机调节器（Kinetis Motor Tuner） -- 一个用于电机参数配置的GUI，能够在几分钟内，而不是几个月内实现快速、精确的PID回路调节；Kinetis电机观察器（Kinetis Motor Observer） -- 预编程到MCU的高级软件，使调节控制回路和预估块能调节电机和逆变器效率、功率因数、电流/转矩脉动和噪声； Kinetis电机管理器（Kinetis Motor Manager），它实时地、不干扰地显示系统变量和MCU内存映射。电机管理器包括一个软件示波器，带调试和数据记录功能。采用Kinetis电机套件软件预编程的Kinet