【导读】机电节制体系正面对着史无前例的挑战：既要满意人形呆板人对于高扭矩、低噪声和多自由度周详节制的严苛要求，又要顺应智能家居对于能效、静音和自顺应机能的期待。传统依靠多个微节制器及分立式元件的设计方案，往往因成本高、功耗年夜且体系繁杂而难以承载日趋增加的边沿 AI 需求。德州仪器（TI）推出的 AM13E230x 系列 MCU 应运而生，它立异性地于单芯片中交融了高机能 Arm® Cortex®-M33 CPU 与专用的 TI TinyEngine™ NPU。

为了应答这一挑战，设计职员可使用高度集成的 MCU，如 AM13E230x 系列（包括 AM13E23019），该系列配有效在边沿 AI 的硬件加快器。该系列 MCU 采用高机能 Arm Cortex‑M33 内核，并集成为了 TinyEngine NPU，可为工程师提供一个单芯片平台，助力实现周详机电节制、及时监控及当地 AI 推理。

这类集成度可将边沿 AI 功效引入到更多机电节制体系，实现猜测性妨碍检测、自顺应节制算法、异样检测及智能负载平衡等功效，而于传统要领中，成本、尺寸及功耗方面的考量限定了边沿 AI 于这些范畴中的运用。TI 免费的 CCStudio™ Edge AI Studio 作为一套旨于加快边沿 AI 开发的图形及号令行东西，也为该系列 MCU 提供撑持。

本文切磋了 AM13E230x MCU 怎样帮忙设计职员解决人形呆板人履行器及智能家用电器设计中的要害设计难题。

人形呆板人：履行器

人形呆板人经由过程履行器实现把持及挪动，可同时于多个自由度上运行。此外，高扭矩快速启动（例如，机电从静止状况孕育发生年夜扭矩的能力）需要连结低噪声运行才能实现精彩机能。

当地运行的边沿 AI 模子可以检测机电什么时候于最洪流平以上运行并避免持久毁坏，从而延伸机电寿命。是以，这些模子可以直接帮忙实现具备宽运动规模及多自由度的类人枢纽关头及手指。图 1 展示了典型人形呆板人手部、手臂及肩部中的机电数目。

图 1 简化图显示了人形呆板人手部、手臂及肩部中可能存于的机电漫衍环境

AM13E230x MCU 中的边沿 AI 功效于枢纽关头运动运用中具备延伸机电寿命及提供掩护的上风。当地 AI 模子可以或许自动监测扭矩、负载及电流等机电参数，从而检测到机电什么时候运行异样，并和早通知潜于问题。

此外，该系列 MCU 专为人形呆板人运用而设计。于这些运用中，成本、紧凑性及周详机电节制是重要的设计挑战。经由过程利用集成为了可编程增益放年夜器的器件，而不是利用分立式 CAN 及 IGBT 外设（凡是与 MCU 共同利用），设计职员可以降低物料清单成本并削减外部元件数目。对于在于体系层面不要求高精度的运用而言，这可以提供更紧凑、更具成本效益的解决方案。AM13E230x MCU 具备 7 × 7妹妹² 的封装尺寸，是以可实现更年夜的运动规模，同时还有能解决人形呆板人枢纽关头机电中的空间限定问题。

洗衣机中撑持边沿 AI 的机电节制

跟着智能家居运用的加快成长，消费者此刻但愿电器可以或许更平静、更高效且更敏捷地运行。AM13E230x MCU 使设计职员可以或许更轻松地满意终端用户对于平静、快速及靠得住运行的需求，同时提供东西帮忙构建可顺应现实利用环境的智能电器。

工程师可使用 AM13E230x MCU 来优化洗衣电机机节制设计——经由过程运行 AI 模子连续及时监测机电负载，并按照衣物重量主动调解扭矩及速率曲线，从而避免机电应变。图 2 展示了利用 AM13E230x MCU 的洗衣电机机节制体系的简化方框图。

图 2 洗衣电机机节制体系的简化方框图

NPU 可分管主 CPU 中的机电节制算法，从而降低了体系延迟及功耗，无需分外的分立式元件便可改善机电节制。

优化新一代设计中的机电节制

撑持边沿 AI 的 MCU 经由过程于机电层面直接集成智能处置惩罚，正于转变各类运用中的机电节制。经由过程将高机能处置惩罚与神经处置惩罚能力相联合，这些解决方案可以或许于单芯片实现方案中实现猜测性维护、自顺应节制及周详机电治理。跟着从人形呆板人到智能电器的运用不停成长，于及时机电节制 MCU 中集成边沿 AI 为各行业打造更高效、更靠得住及更智能的体系奠基了基础。

AM13E230x MCU 依附其怪异的“CPU+NPU”单芯片架构，乐成降服了传统机电节制于成本、尺寸及功耗上的瓶颈，成为鞭策边沿 AI 于及时节制范畴落地的要害引擎。不管是于需要极致周详与长命命的人形呆板人履行器中，还有是于寻求智能负载适配与静音运行的洗衣机等家用电器里，该系列器件都能经由过程当地 AI 推理实实际时的参数监测与动态调解，从而显著降低停机时间并晋升体系靠得住性。