通关人形机器人控制链，这家国产RISC-V芯片公司做到了

电子发烧友网 · 公众号 · · 2025-03-10 07:00

正文

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）近来，人形机器人产业爆火，引发广泛关注。从系统构成来看，人形机器人需多种专用芯片协同工作，以实现复杂运动控制、感知交互和能源管理等功能。在系统控制方面，人形机器人需 CPU 或 GPU 等高算力芯片作为 “大脑”，处理多模态交互及环境感知数据；还需高算力、高集成的 MPU 或 MCU 芯片作为 “小脑”，优化机器人运动姿态与步态；同时，也需要高性能的 MCU 用于电机驱动或感知控制等环节，控制机器人动作执行与感知反馈。

先楫半导体执行副总裁兼市场销售负责人陈丹（Danny Chen）在接受电子发烧友网《人形机器人电机控制与传感》专题采访时表示，在人形机器人领域，先楫半导体目前虽没有 “大脑” 芯片，但能为机器人客户提供“小脑” 、关节伺服、实时通讯、感知控制等方面的芯片及解决方案。

贯通人形机器人控制链

先楫半导体是一家专注于高性能嵌入式解决方案的半导体公司，产品涵盖微控制器、微处理器和周边芯片，以及配套的开发工具和生态系统。该公司芯片主要采用 RISC-V 内核，是全球领先的 RISC-V 芯片公司。如陈丹所言，先楫半导体的方案已贯通从感知、通讯到运动、控制的整个控制链，致力于帮助机器人客户打造业界领先的人形机器人关节和神经。

在关节驱动方面，当前全球主流的人形机器人基本采用电力驱动方式。电机驱动芯片将主控芯片发出的信号转换为电机所需的驱动信号，实现对电机转速、扭矩和方向的控制。陈丹认为，关节是为人形机器人提供强劲动力的关键，不仅要求输出大扭矩，还需快速响应，且多个关节间要保持良好同步性。这就要求负责关节驱动的 HPM MCU 必须具备高算力、高实时性和集成实时通讯接口。其中，高算力和高实时性确保关节电机驱动能快速实现电流环控制、FOC、补偿和滤波等算法，快速输出所需力矩并到达目标位置；实时通讯如 CANFD、EtherCAT、TSN 等，能满足各种复杂工况下稳定、可靠、实时的通讯需求，契合关节驱动要求。

人形机器人的神经主要指机器人体内的通讯系统，用于实现各模块间通信。常见的总线通信技术有控制器局域网络（CAN）、以太网控制自动化技术（Ether CAT）、串行外设接口（SPI）、集成电路总线（I2C）总线等。陈丹指出，通讯系统负责传递“大脑”和“小脑”计算出的各个控制指令，反馈各个传感器、关节驱动等检测到的信息和状态等，高速、低延时、稳定的体内通讯系统至关重要。先楫半导体的 HPM6E00 系列 MCU 是工业网络通讯 MCU，集成了 USB、CANFD、Ether CAT、千兆以太网控制器和 TSN交换机，能满足人形机器人的各种通信需求。例如，其中 EtherCAT 的延迟可小至 us 级，抖动达 ns 级，可作为各个关节之间、灵巧手之间的通信网络；TSN（时间敏感网络）作为国内外广受关注的下一代高实时性网络通讯技术，可以兼顾数据传输的高带宽和确定性及可靠性，有望在未来人形机器人中获得广泛应用。。

（先楫半导体MCU芯片在机器人领域的应用）

人形机器人用到的传感器种类众多，包括视觉、力矩、雷达、位置、惯性测量单元（IMU）等。要实现高效的感知和运动控制，需对这些传感信息进行处理和传输。陈丹称，由于人形机器人的传感器分布于全身各处，且输出方式各异，所以需用 MCU 将传感器信息转换并及时传送到“大脑”、“小脑”和各个执行器。先楫半导体的 HPM5000 系列 MCU 具有 480MHz 主频、16 位高精度 ADC、丰富的 CAN、UART 接口，非常适合作为分布式的传感器处理 MCU。

为人形机器人提供高效电机驱动方案

通关人形机器人控制链，这家国产RISC-V芯片公司做到了

正文

请到「今天看啥」查看全文