“AI+MCU” 让工业、汽车更快“响应” 原创

如今，人们对人工智能（AI）和神经网络的讨论，往往集中在生成式AI应用上。从图像、文本到视频创作，这些前沿技术仿佛成了话语的主旋律。但是，AI的力量远不止于此，它正悄然渗透到更加隐秘的领域，推动着工业和汽车的智能化变革。

随着工业和汽车领域对高性能微控制器（MCU）的需求日益增加。从实时控制，到故障检测的高精度需求，再到对系统稳定性和安全性的严格要求，已经成为这些行业程需解决关键痛点。

边缘AI加持 让响应速度更快、更高效、更安全

为应对这一挑战，近日TI(德州仪器)推出了TMS320F28P55x和TMS320F29H85x系列C2000 MCU在边缘AI加速和实时控制领域开创了新的可能，同时进一步保障功能安全和信息安全。

TI中国区技术支持总监师英表示：“工业智能化的进步离不开高效的数据处理能力和快速响应能力，尤其是在设备故障检测、实时监控和决策支持方面，传统MCU的处理能力往往面临瓶颈。通过集成边缘AI硬件加速器的TMS320F28P55x系列和具备64位C29内核的TMS320F29H85x系列，TI为企业提供了更高效、更智能的处理芯片。”

TI中国区技术支持总监 师英

TMS320F28P55x系列可以集成 NPU，在设备本地实现快速数据处理和实时故障检测，减少了数据传输的延迟和带宽压力，极大提升了反应速度和处理精度。这一技术尤其适用于工业设备的故障诊断和预维护，其故障检测准确率可达到99%。同时，能够有效识别设备运行中的潜在问题并及时发出预警，帮助企业降低维修成本、减少停机时间。

此外，TMS320F28P55x系列的低功耗设计使得其在长期运行时保持高效处理能力，适用于智能传感器和自动化生产线等对能效要求较高的边缘设备。通过实现实时数据采集和分析，该系列产品能够在不依赖云端的情况下本地处理海量数据，提升生产线的灵活性和可靠性。

师英指出，通过集成边缘AI功能，TMS320F28P55x能够为智能制造提供全新的解决方案，实现生产线的自动监控和智能维护，提升生产效率并降低企业的运营成本。”

具体对场景而言，电弧故障是电气设备中的常见且潜在危险的故障类型，尤其是在智能电气设备（如智能插座、电力智能设备等）中，一旦发生电弧故障，极可能引发火灾等安全问题。

“我们采用 TI 的边缘 AI 技术来提高各种太阳能装置的电弧故障 检测准确性。传统的电弧故障检测方法在适应性和灵敏度方面受到限制，会导致误报或漏报实际电弧故障事件，从而对生产力、维护成本和操作员安全产生负面影响。借助 TI支持 边缘AI的 MCU，我们可以在本地训练和执行神经网络算法 来识别模式并检测异常，从而提高我们运营的安全性和可靠性。”SolaX Power 董事长兼总经理李新富这样评价。

具体而言，为了解决这一问题，TMS320F28P55x通过其集成的NPU加速器和精准的电流电压信号处理能力，在微秒级别内迅速判断是否发生电弧故障并作出响应。

“TMS320F28P55x的NPU加速和精准算法确保了电气设备、家电及工业设备在面临电弧故障时能够实时做出反应，从而大大提升了设备的安全性。”师英强调，这款MCU能够在极短的时间内进行电弧故障的识别和处理，尤其适用于智能家居领域，如智能电表、空调、智能插座等设备中。

此外，无论是电气设备的日常工作还是在负载变化下，TMS320F28P55x都能实时监测电气系统的健康状态。而这一特点使得TMS320F28P55x在智能家居和电气设备领域具有广泛的应用前景，帮助提升这些设备的安全性和智能化水平。

更强的实时控制能力

另一款突破性产品TMS320F29H85x采用 C29 内核。相较于 C28 内核，C29 内核在多个领域实现了显著性能提升。TMS320F29H85x信号链性能提升了 2 至 3 倍，特别是在电机控制和电源管理中，显著增强了系统的响应能力和处理速度。FFT 性能提升了 5 倍，在系统诊断、电弧故障检测和系统调试等应用中，处理效率大幅提高。中断响应速度也提高了 4 倍，延迟时间大幅缩短，支持更加敏捷的实时中断处理，确保系统在高实时性要求下的稳定性。此外，通用代码性能提高了2至3倍，提升了命令处理和通信任务的执行效率。这些改进使得C29内核在电机控制、自动化、故障检测等高性能场景中具备了更强的竞争力。

不仅如此，为了满足工业、汽车和高安全要求，基于TI 的新型C29x内核的TMS320F29H85x 采用了超长指令字（VLIW）架构，每个周期支持多达 8 条指令，从而显著提升了处理性能。

这款 MCU 专门针对最新的汽车和工业安全标准设计，能够达到 ASIL-D 和 SIL-3 等高安全完整性等级，满足对实时控制和安全性的严格要求。信息安全方面，它还配备了隔离式硬件安全模块（HSM），有效防止未经授权的访问和网络威胁，保障系统的安全性。

同时，TMS320F29H85x还配有功能安全和信息安全单元（SSU），能够在不影响实时性能的前提下，避免代码线程间的干扰，确保系统在复杂环境中的稳定运行。

TMS320F29H85x 集成了车载充电器（OBC）和直流/直流转换器等关键子系统，显著提升了效率、缩小了尺寸，并降低了成本。它支持要求高实时性能的新兴电源拓扑，如矩阵转换器，通过全新的 C29x 内核以及新一代高分辨率 PWM 和增强型 ADC 等功能，能够满足未来电源管理系统日益增长的性能需求。

TMS320F29H85TU 单芯片解决方案不仅提供精准的实时控制，还确保了功能安全和信息安全，成为满足现代电力系统高性能、高安全要求的理想选择。这些特性使得 F29H85x在新能源汽车、智能电网等领域具备了强大的应用潜力。

此外。作为一MCU系列产品，仅仅依靠器件本身远远不够，还需要强大的生态系统提供支持。为了帮助客户更轻松地开发基于C2000的应用，TI提供了全面的生态系统支持。从参考设计、硬件和软件设计源文件，到软件和工具支持，一应俱全。尤其是在从F28迁移到F29的过程中，TI提供了专门的迁移工具，帮助客户快速将基于F28的设计系统迁移到F29。同时，TI还为FreeRTOS提供了原生支持。

总体来看，自C2000产品发布以来，在关键的工业和汽车应用领域取得了显著的应用成果，并表现出色。“从最早的F1812产品，到如今广泛应用于OBC、DCDC、轨道交通、医疗等对可靠性要求极高的领域，C2000凭借卓越的性能赢得了客户的广泛信任。”师英说，这不仅体现在产品的持续应用中，还得到了全面质量控制文档的有力支持。

目前，TMS320F29H85x和TMS320F28P55x这两款MCU已经对外出售。