工業(yè)4.0是智能工業(yè)，也是綠色工業(yè)，核心特征是高效節(jié)能與網(wǎng)絡(luò)化，即通過自動控制、網(wǎng)絡(luò)與計算將人、機器設(shè)備和信息連接在一起。就生產(chǎn)制造的流程而言，是將這一切整合到一個數(shù)字化的企業(yè)平臺上，通過數(shù)據(jù)采集、分析、優(yōu)化，得到最佳化的方式，從而實現(xiàn)更具效率的生產(chǎn)方式。在這樣一個智能與綠色的生產(chǎn)制造流程中，需要把控好兩個關(guān)鍵點：一是提升電機效率，二是建立低功耗網(wǎng)絡(luò)。

機器人是智能制造的核心之一，它正由之前的汽車焊接、噴繪的產(chǎn)業(yè)，擴展到常規(guī)的工業(yè)應(yīng)用場景，如搬運、碼垛、點焊等，安裝量保持了近30%年增長率。從技術(shù)角度看，機器人屬于伺服控制的系統(tǒng)級產(chǎn)品，伺服電機作為執(zhí)行構(gòu)件，發(fā)揮著運動軌跡規(guī)劃和運動控制的核心功能。當(dāng)前情況下，實現(xiàn)智能化與節(jié)能的電機控制是實現(xiàn)智能制造的核心要點。

智能制造的另一個重要支撐是互聯(lián)互通，大量傳感器被裝配在更多的控制器和網(wǎng)關(guān)之上，通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送至云端與節(jié)點，各個物理節(jié)點的信息采集、匯總、分析、處理，凸顯出傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)的不便攜性和不靈活性，通過物聯(lián)網(wǎng)連接網(wǎng)絡(luò)與高效率數(shù)據(jù)運算處理來提升工業(yè)系統(tǒng)作業(yè)效率以及增加工業(yè)生產(chǎn)的附加價值勢在必行。而這種轉(zhuǎn)型依賴于一系列技術(shù)，從低功率無線協(xié)議到高性能微控制器，不一而足。在這些技術(shù)中，低功率的無線鏈路和微控制器將作為整個鏈路的核心，起到至關(guān)重要的作用。

廠商觀點

意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器市場部高級經(jīng)理曹錦東

低功耗高性能MCU促進智能制造

工業(yè)4.0所涉及的智能機器人和網(wǎng)關(guān)控制都需要用到MCU，包括主CPU、節(jié)點和機械臂的控制、馬達(dá)控制、傳感器的處理和控制?？梢哉f，MCU無處不在。MCU就像大腦，智能化設(shè)備一定離不開MCU。

當(dāng)然，對智能機械而言，即時響應(yīng)十分重要，對MCU的功耗和性能要求很高。能耗管理是芯片設(shè)計、制造工藝、系統(tǒng)設(shè)計、軟件工程師都在為之而努力的研究課題，人們力求在各個環(huán)節(jié)盡可能地減少靜態(tài)和動態(tài)的能耗。傳統(tǒng)的控制電壓的調(diào)節(jié)方式和管理待機模式依然被多數(shù)電子設(shè)備所采用，未來還將繼續(xù)延續(xù)下去，但是隨著智能機器人、無線傳感裝置等新需求的不斷涌現(xiàn)，消耗電量和永遠(yuǎn)在線的設(shè)備迅速增加，解決能耗管理已經(jīng)成為整個電子設(shè)計正在面臨的重要課題，市場對綠色產(chǎn)品的需求促使制造商考慮采用低功耗的待機模式。

作為嵌入式系統(tǒng)靈魂部件的MCU近年在低功耗設(shè)計和能耗管理方面的動作很大，各種新產(chǎn)品應(yīng)運而出。

意法半導(dǎo)體新推出的STM32L4系列產(chǎn)品采用運算頻率為80MHz的ARMCortex-M4處理器內(nèi)核，內(nèi)置浮點運算單元可支持DSP指令。意法半導(dǎo)體的自適應(yīng)實時加速器是新系列微控制器的另一個附加優(yōu)勢，使微控制器能夠在無等待狀態(tài)下執(zhí)行閃存內(nèi)的代碼，處理性能高達(dá)100DMIPS，而功耗僅為100μA/MHz。高達(dá)1MB的雙區(qū)閃存可支持復(fù)雜應(yīng)用和讀寫同步功能，并提供一個128kB的靜態(tài)隨機存取存儲器。

STM32L4微控制器充分利用意法半導(dǎo)體豐富的低功耗技術(shù)，包括根據(jù)不同處理需求調(diào)整功耗的動態(tài)電壓調(diào)整、內(nèi)置FlexPowerControl的智能架構(gòu)、有7個子模式選項的電源管理模式，其中包括停機、待機和最低功耗30nA的關(guān)機模式。意法半導(dǎo)體的批量采集模式能使處理器在低功耗模式下仍可與通信外設(shè)高效交換數(shù)據(jù)。