芯片缺货潮持续，替代助力可供应性设计创新_芯片_半导体

芯片缺货潮持续，替代助力可供应性设计创新

2021/4/1 15:15:13

去年年底到现在，半导体圈子大多是关于产能紧缺的话题，趋势愈演愈烈，已经呈现出不可收拾的势头。在此之前，汽车芯片缺货已经闹过一轮还未平息，近来，手机芯片短缺，PC行业被电子元器件短缺所困的状况也层出不穷。

面对当前局势，替代是通过技术手段解决可供应性的重要途径之一。从我爱方案网平台开发需求看，替代设计、代码移植和替代后可靠性优化，是最近6个月新的需求趋势。用能买到的IC替代原有设计，大大超过了降本替代和性能提升替代，这也是平台的的需求变化。平台工程师反馈，替代产品与国际主流产品的指令集与物理结构兼容，以及可靠性，是决定替代难度和开发周期的关键。这是工程师选择替代产品的要素。

我爱方案网项目经理与工程师的沟通还发现，现阶段替代设计带来的优势喜好是可采购行排名第一，后续依次是兼容性、可靠性、成功案例参考、成本和替代产品的系列布局（roadmap）。其中成功案例是开启替代大门的钥匙，有些供应商推荐的替代产品缺乏成功应用案例，工程师不敢用，这种情况普遍。

近期，我爱方案网平台导入数近百个极海半导体产品替代设计案例，掌握了第一手替代进程资料。极海半导体具有20年的集成电路芯片设计经验，是专业的工业级通用微控制器、低功耗蓝牙芯片及国内领先的物联网SoC-eSE安全芯片的产品和方案提供商。由于极海半导体在工业控制、医疗设备、智能家居以及汽车应用等领域有成功案例支撑，在缺货潮下，极海半导体有较好的可供应性。我爱方案网把极海半导体产品推荐给平台的开发项目和工程师，并结合了线上和线下的推动方式，替代导入和成率高。

2020年，极海自主开发基于Arm® Cortex®-M0+内核的工业级通用型APM32F030x8系列MCU，具有容量大、温幅宽、功耗低等特点，并在可靠性、稳定性、功耗性能上实现了全面优化。功耗低，支持睡眠、停止以及待机三种低功耗模式，有助于降低产品运行功耗，延长产品使用寿命；集成度高，拥有丰富的外设资源和通信接口，应用性强，可满足产品多样化的通信需求，加速MCU可替代进程。目前已通过IEC61508和USB-IF认证（APM32F103系列）。

方案设计篇——聚焦模块稳定工作，APM32F030x8系列MCU应用案例

APM32F030x8系列MCU主要应用范围包括家电、PLC、电动车、用户界面、工控应用、手持设备以及安防设备等领域，为客户解决高成本和高运算需求等问题。同时具备完整的产品性能认证（已通过USB-IF官方认证和IEC61508测试），可有效保障应用产品出口无忧。

下面为大家介绍两个基于APM32F030x8系列MCU的经典设计方案，在学习一些技术问题和应用方面有非常重要的参考价值：

方案一：基于APM32F030x8系列MCU的编码器解决方案

该方案采用APM32F103TBU7为核心器件，用到了仿真器，J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG烧录器等开发工具。

该方案主要解决三个技术问题：

1、电机位置高实时采样；

2、与伺服机主控高速率进行数据交互通信；

3、在电机高速运转的高温情况下，保证编码器模块稳定。

性能与成本的改善指标：

1、主频高达96MHZ，高速预算处理性能，可满足编码器高实时性要求；

2、Flash：128KB；SRAM:20KB,储存空间大；独立FPU模块，有效提升单精度浮点预算速度；

3、同行业同类产品相比，运行功耗低30%，睡眠功耗低10%，1KB擦除时间快90%，16-ibt编程时间快65%；

4、电机位置采样周期在10us内完成；

5、编码器模块串口波特率达到4Mbps。

主要应用领域：工业伺服控制和变频器控制

方案二：APM32F030K6T6变频冰箱控制解决方案

该方案采用APM32F030K6T6为核心器件，用到了仿真器，J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG烧录器等开发工具。

该方案主要解决三个技术问题：

1、保障冰箱长时间稳定运行，确保用不死机；

2、与后台监控实时进行数据交互通信，保障冰箱安全运行；

3、冰箱运行在低高温情况下，确保压缩机及各部件稳定工作。

性能与成本的改善指标：

1、更低功耗，运行部和休眠模式功耗比同行业同类产品低1.5倍；

2、16-bit编程、页擦除、全擦速度都快于同行业同类产品；

3、高精度ADC，在工作温度—40℃~+150℃下，一致性高于行业同类产品。

4、ESD HBM正负4.5KV，抗干扰性和防静电能力强，满足大部分工业可靠性标准需求。

应用领域：电控冰箱控制板

我爱方案网平台可由极海半导体APM32F030x8系列替代的方案

我爱方案网项目经理特别推荐现有方案超市中可由极海半导体APM32F030x8系列MCU进行Pin2Pin替代的方案。下面四个替代案例抛砖引玉，给工程师启发。欢迎工程师提出替代需求，我们的项目经理将及时给予评估和技术支持。

方案一：STM32脱机烧录器编程器量产工具 ISP下载器

开发平台：STM 意法半导体

STM32PRO是专为批量烧写微控制器而设计的一款脱机型编程器。该编程器采用创新设计，使您从繁琐的芯片编程中解放出来，实现傻瓜化编程。使得非专业人士也可以熟练，方便地完成微控制器的烧写操作，适合流水线生产作业。

1、编程中无需使用PC等额外设备。
2、同时对4块芯片进行烧写。
3、通过USB将需要烧写的固件存储到编程器。
4、可以存储多个需要烧写的固件。
5、支持烧录文件内嵌烧录器，只可烧录无法再次读取，安全性更高

方案二：汽车电子|车载智能按摩座椅控制系统

开发平台：STM 意法半导体

按摩类型：偏心电机、按摩气囊

显示屏：4，4.3,5寸RGB液晶屏分辨率480*272 800*600

触摸方式：电容式

控制方式：触摸、按键、2.4G、蓝牙等

座椅功能：通风加热按摩（电机或气囊球）前后靠背腿托头枕灯光调节腰托气囊调节

其他功能：过压欠压保护、过流保护、过温保护

方案三：正弦波FOC控制智能无刷电动车控制器

开发平台：STM 意法半导体

高/低电平刹车，刹车断电，倒车，锁车，巡航，三挡变速，霍尔学习，多重保护（过压、欠压、短路、过流、过热）。预留IO口，可根据需求定制功能。

智能无刷电动车控制器用于小型电动交通工具，如电动两轮车、电动三轮车、电动自行车、滑板车及电动轮椅等场合。和市场上同类产品相比，具有安全可靠、低噪音、发热低、效率高、省电等特点。