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兆易创新(603986)内幕信息消息披露
 
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把算力、驱动和通信塞进机器人关节,兆易创新一次发布两款机器人控制MCU

http://www.gubit.cn  2026-08-06  兆易创新内幕信息

来源 :机器之心2026-08-06

  人形机器人最吸睛的,往往是能跑、能跳、能抓取的整机演示。真正让这些动作稳定发生的,藏在每个关节内部的一块块控制板。

  这里的空间十分有限,电机控制、位置反馈、电流采样、总线通信和安全保护又缺一不可。芯片多一颗,PCB 就可能大一圈;连接线路更长,采样精度、散热、EMI 和装配难度也会随之增加。对于灵巧手、轻量化关节等紧凑结构,这些问题更加突出。

  8 月 5 日,中国本土头部 MCU 厂商兆易创新同时推出两款面向机器人运动控制的 MCU 产品。

  GD32H77R 瞄准高端伺服与复杂关节控制,搭载 600MHz Arm Cortex-M7 内核,并将 EtherCAT 从站控制器、两路百兆以太网 PHY 和多种工业编码器接口集成在芯片内部。

  GD32F50MxxG 则面向人形机器人轻量化关节、灵巧手和小型机械臂,将 MCU、三相栅极驱动器和四路运算放大器合封在一颗芯片中。

  两款产品瞄准同一个问题,却给出了两套不同答案。前者试图在有限空间里塞进更多算力和工业通信能力,后者直接减少驱动板上的芯片数量。

  这也释放出一个清晰信号。机器人 MCU 的竞争,已经很难只靠主频和存储容量拉开差距。芯片厂商需要进一步理解关节内部的电机、传感器、通信总线和安全系统,并把原本散落在电路板上的功能重新组合。GD32H77R:依托硬核算力,打造机器人关节旗舰控制内核

  GD32H77R 芯片搭载 600MHz Arm? Cortex? M7 超高性能内核,支持双精度浮点运算,内置三角函数加速器 TMU,有效提升电机控制运算效率。芯片配置了 640KB 大容量与 CPU 同频运行的 TCM 紧耦合内存,运算代码可实现零等待读取,1.2MB 片上共享 SRAM,2MB 高速可执行 Flash 以及 3.5MB 存储 Flash。这套为高性能电机运算量身打造的硬件架构能够让超高速内核与超高速内存时刻匹配,彻底释放芯片澎湃算力。即便面对高频中断、多任务并行调度等强实时控制任务,GD32H77R 系列 MCU 依旧能保障指令响应精准确定、算法执行高速稳定,从容承载复杂控制算法与海量高频数据处理需求,为高端伺服设备与各类高要求嵌入式场景筑牢硬核算力根基。

  除此之外,GD32H77R 系列芯片支持 1.7V~3.6V 工作电压范围,搭载三种可灵活配置的节能模式。芯片采用先进功耗设计,动态功耗表现优异,大幅度减少芯片自发热,结合系统级热管理技术,可为高环温工业运动控制场景提供更高能效与更长工作寿命。EtherCAT?从站控制器+多规格编码器接口,打造一体化运动通信中枢

  GD32H77R MCU 片内集成 EtherCAT?从站控制器与两路百兆以太网 PHY,可灵活支持标准百兆以太网或 EtherCAT?两种通信方式,片内整合方案省去两颗外置工业级百兆 PHY 器件,有效降低系统 BOM 成本与设计复杂度。针对 EtherCAT?应用,芯片还进行了专项硬件优化,单边传输延迟最快可低至 50ns 以内。其 EtherCAT?模块寄存器和数据采用直接寻址访问机制,大幅拉高 EtherCAT?通信速率。DC 同步周期精度可达 62.5μs,可充分满足多轴联动场景下严苛的高精度同步控制要求。同时,GD32H77R 系列芯片支持 FSoE 安全协议,依托 EtherCAT?总线实现安全数据同网传输,满足 IEC61508 SIL3 功能安全标准,兼顾通信实时性与设备运行安全性,适配伺服、机器人关节的安全控制需求。

  芯片集成多种工业编码器接口,原生兼容 EnDat、BiSS-C、Tamagawa 等主流绝对式编码器协议,内置 RDCM 旋转变压器数字转换模块,能够精准采集电机位置与转速反馈,省去大量外围信号调理器件,有效精简硬件电路设计,缩减整机 BOM 用料与研发成本。高速互联+全能外设,从容应对工业现场复杂互联需求

  依托丰富的高速通信接口与先进外设资源,GD32H77R 系列构建起全功能的系统交互枢纽。这一卓越的连接性能,为工业现场的多轴同步控制与高带宽数据网关应用提供了坚实的硬件基础。其核心外设资源包括:高速有线通信:8xU (S) ART、4xI2C、6xSPI、4xI2S先进网络与总线:2x10/100Mbps Ethernet、3xCAN-FD高性能模拟系统:2x14bit ADC、1x12bit ADC、2CHsx12bit DAC、2xCOMP、1xHPDF、PMU高速数据接口:1xUSB HS OTG(内置 PHY)、2xSDIO

GD32F50MxxG:把 MCU、栅极驱动器和运放合进一个封装

  GD32F50MxxG 系列最大核心优势为封装内部合封兆易自研模拟芯片:GD30DR1401 三相栅极驱动器、GD30AP8604 4 通道轨到轨运算放大器,省去外部独立驱动、采样运放,大幅精简 BOM 与 PCB 布线。

  1.

  合封 GD30DR1401 三相栅极驱动器

  供电 5.0V~20V,悬浮耐压 120V,内置自举二极管;栅极拉电流 2A、灌电流 2.5A,搭配 6 路专用 PWM 接口,原生适配 24~48V 低压力矩电机 FOC 矢量控制,集成硬件保护。

  2.

  合封 GD30AP8604 4 通道运算放大器

  单位增益带宽 11MHz,压摆率 11V/μs,内置 RF/EMI 滤波,低噪声 8nV/√Hz@1kHz,2.6V~3.6V 供电,专为电机电流采样、编码器/旋变微弱差分信号放大设计,轨到轨输入输出实现更宽的被测信号范围。

  该系列 MCU 搭载 Arm? Cortex?-M33 内核,最高主频 252MHz,标配硬件 FPU、DSP 指令集与 MPU 存储器保护单元;存储配置最高 1MB 总 Flash,内含 192KB 零等待 Code-Flash,搭配 128KB SRAM(32KB 带 ECC 校验),保障运动代码、采样数据高速稳定读写;配备 12 路 DMA 通道,并行分担 ADC、PWM、总线数据搬运,释放 CPU 算力,专注闭环运算;内置多路高精度片内时钟与 PLL,兼顾低速精密定位、高速动态运动双重工况。全栈外设资源,实现机器人场景落地优势一体化

  1.

  电机控制、模拟采集外设,适配关节高精度传感驱动

  定时器资源全覆盖:5 路通用 16 位定时器、2 路高级定时器、2 路基本定时器、1 路 32 位高精度定时器,搭配硬件看门狗与 RTC,多路互补 PWM 直接对接合封栅极驱动器,完美支撑三相无刷电机驱动。

  片内集成 3 路 12 位 ADC(15~20 路采集通道)、1 路高速比较器、1 路 12 位 DAC,配合 4 路合封运放同步采集三相电流、电机温度、触觉传感微弱信号;COMP 硬件极速触发故障关断,规避堵转、过载损坏设备。

  2.

  工业通信接口,支撑多关节同步组网

  标配 2 路 CAN-FD、1 路 USB2.0 FS、3 路 SPI、2 路 I2C、5 路 U (S) ART 可实现多关节级联协同、编码器/力矩传感器对接、运动轨迹参数本地存储,满足人形机器人全身多轴联动、机械臂集群调度通信需求。

  3.

  面向机器人核心细分场景人形机器人关节:相较传统分立方案,合封一体化方案削减了外围器件,大幅缩小驱动板面积;单芯片闭环控制实现单轴平顺运动,CAN-FD 多轴同步保障多关节协同精度,小型封装适配狭小腔体,减重简化装配,硬件多级保护保障运动安全。灵巧手:QFN/BGA 小尺寸封装适配小空间应用需求,单芯片驱动多路微型电机,大幅降低灵巧手硬件开发难度。小型协作机械臂、AGV 行走伺服:120V 耐压栅极驱动器适配主流 24~48V 工业低压电机,无需额外电源转换,降低系统成本,同步减少转换损耗;CAN-FD 总线适配设备集群组网,配合 FOC 算法抑制转矩波动,实现平稳运行。

MCU 厂商开始进入机器人关节内部

  把两款产品放在一起看,可以看到兆易创新在机器人市场上的分层思路。

  GD32H77R 强调高算力、EtherCAT、工业编码器和功能安全,承担更复杂的实时控制与系统通信任务。GD32F50MxxG 把 MCU、栅极驱动和模拟采样电路集中在一起,服务于体积、重量和器件数量更敏感的轻量化关节。

  两者没有简单的高低端替代关系,具体选型取决于机器人架构、总线方案、电机功率、控制周期、传感器配置和关节空间。大型伺服关节可能更看重 EtherCAT 和算力余量,灵巧手或微型关节通常会优先考虑封装尺寸和集成度。

  更值得关注的是兆易创新的产品边界正在扩大。

  按照公司披露的数据,GD32 目前拥有 81 个系列、800 余款产品,累计出货量超过 25 亿颗,客户数量超过 2 万家。过去,这套庞大的产品家族更多以通用 MCU 覆盖消费电子、工业控制和物联网。此次两款新品已经深入到机器人关节的具体电路结构,开始同时处理控制、通信、模拟采样、功率驱动和安全认证。

  这背后有着兆易创新自身产品组合的支撑。GD32F50MxxG 使用的栅极驱动器和运算放大器均来自兆易创新内部。对一家同时拥有 MCU、存储器、模拟器件和传感器业务的厂商而言,机器人提供了一个检验系统级协同能力的场景。

  主频仍然重要,但机器人客户最终购买的是一套可以落到关节板上的工程方案。芯片能否少占几毫米空间,能否省掉几颗外围器件,能否稳定采集微弱信号,能否接入已有工业总线,往往比单项跑分更接近量产需求。

  这也是此次发布最值得观察的地方。国产 MCU 厂商正在进入机器人硬件的深水区,竞争维度已经延伸至模拟前端、实时网络、功能安全和参考设计。

  当然,发布芯片只是第一步。两款产品能否真正进入规模化机器人项目,还要看客户验证进度、量产良率、开发工具、控制算法支持,以及长期供货能力。

  机器人产业进入工程化阶段后,舞台中央的大模型决定机器人能理解多少,关节内部的 MCU 则决定它能否把每一次动作稳定做出来。

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