先楫半导体：实时控制芯片HPM6E8Y，引领机器人关节 “芯” 时代
“我们发现在机器人领域，基于以太网，或者 EtherCAT 成熟的技术，也成为一种趋势。” 5 月 13 日，在以“具身智慧机器人” 为主题的第十五届松山湖中国 IC 创新高峰论坛中，上海先楫半导体科技有限公司嵌入式专家及产品总监费振东发表《HPM6E8Y：先楫实时控制芯片驱动的机器人关节 “芯” 时代》主题演讲，以 “高算力、高通信，以及运动控制于一身” 的核心定位，详细介绍了专为机器人关节高精度运动控制打造的 HPM6E8Y 系列高性能 MCU 芯片，展现其在高性能、高集成度、小封装及易用性上的显著优势。
上海先楫半导体科技有限公司嵌入式专家及产品总监费振东
“作为国内首款获得正版德国 EtherCAT 从站控制器授权的芯片，HPM6E8Y通过集成双 PHY 收发器与千兆 TSN 交换机，为多关节协同控制提供了微秒级实时通信能力。” 费振东说道。
HPM6E8Y 技术亮点：全链路赋能高精度运动控制
1. 强劲算力与高效通信协同
HPM6E8Y 内置 RISC-V 双核处理器，主频高达 600MHz，搭配 2MB SRAM 与 4MB Flash，支持双精度浮点运算及 DSP 扩展，性能达 3390 CoreMark™与 1710 DMIPS，可高效处理复杂运动控制算法。通信层面，集成正版 EtherCAT 从站控制器（ESC），支持 3 个 MAC 端口及 2 个 100Mbps 以太网 PHY，同时配备 3+1 端口千兆 TSN 交换机，实现全链路高带宽、低延迟数据传输，满足机器人多自由度协同控制的实时性需求。
费振东强调：“机器人的运动控制需要兼顾通信的高实时性及高带宽，以确保机器人能够迅速响应外部指令和环境变化。” HPM6E8Y 通过将 EtherCAT 与 TSN 深度集成，完美诠释了这一需求。
2. 高度集成化设计，适配紧凑场景
针对机器人小型化趋势，HPM6E8Y 提供 14x14（289BGA）与 12x12（196BGA）两种小尺寸封装，片上集成 32 通道高分辨率 PWM 控制器（精度 100ps）、4 个 16 位 SAR ADC、2 个 4 通道 ΣΔ 滤波器，以及增量式 / 绝对值位置传感器接口（支持多摩川、BISS-C、ENDAT 等协议），减少外部器件依赖，缩小 PCB 面积。
“我们在 6E 基础上进一步观察到人型机器人尺寸、体积有限，对芯片高集成度有比较高的要求。” 这一设计理念使 HPM6E8Y 成为紧凑型伺服驱动器的理想选择，单芯片即可驱动四轴电机，适配 24V 低压电机（如小米 CyberGear），电流环频率达 20kHz，速度 / 位置环频率 1kHz，满足跑步、抓取等复杂动作的实时响应要求。
3. 精准控制与安全防护并重
芯片内置硬件运动控制环路，支持空间矢量变换、闭环控制及 S 曲线轨迹规划，配合 100ps 精度 PWM 与高速 ADC，实现伺服电机的精准调速与位置控制。同时集成 AES/SHA 加密引擎、TRNG 真随机数发生器，保障数据安全与系统可靠，适配工业自动化及消费级机器人的信息安全需求。
费振东表示：“机器人有可能走进千家万户，甚至进入多个敏感领域和行业当中获得应用。因此，从信息安全角度来说，是高价值的供给目标。” 这一前瞻性布局，使 HPM6E8Y 在安全性上领先同类产品。
全场景适配，加速机器人落地应用
HPM6E8Y 凭借 “高算力 + 强通信 + 精控制” 特性，成为机器人关节、紧凑型伺服驱动器的理想选择。在人型机器人领域，其支持多自由度协同控制，单芯片可驱动四轴电机，适配 24V 低压电机（如小米 CyberGear），电流环频率达 20kHz，速度 / 位置环频率 1kHz，满足跑步、抓取等复杂动作的实时响应要求。
先楫半导体同步提供开源的机器人关节伺服演示系统，集成 HPM6E8Y 芯片，支持 CiA402 协议（CSP/CSV 模式）、FOE（OTA）在线升级及多重保护功能（过流、过压、编码器断线等），配套 hpm_monitor_studio 工具助力快速调试，降低客户开发门槛。
费振东还介绍了先楫半导体的其他产品及在人型机器人和具身智能领域的广泛应用场景，包括运动控制的小脑、灵巧手关节产品、激光雷达、姿态感知的 IMU 等。此外，这些芯片还可扩展至工业自动化、激光雷达、姿态感知等领域，展现强大的通用性，在工业自动化和运动控制以及人型机器人领域形成了广泛完整的产品布局。
布局全产品线，定义具身智能 “芯” 生态
先楫半导体成立于 2020 年 6 月，聚焦高性能 RISC-V 微控制器，以开源架构为核心，4 年间已量产 8 款系列产品，覆盖通用与细分领域。2021 年推出首款双核 800MHz 的 HPM6750，随后拓展至 HPM63 系列、480MHz 的 HPM53 系列等通用 MCU，以及图形显示领域的 HPM68 系列（集成芯原 2.5D GPU）。在工业自动化与机器人领域，2024 年发布的 HPM6E 系列备受关注，延伸产品 HPM6E8Y 于 2025 年 1 月全面量产，成为国内工业自动化与机器人关节控制的核心芯片之一。
除 HPM6E8Y 外，先楫半导体构建了覆盖不同场景的运动控制产品矩阵：单核 HPM6E6Y 主打性价比，HPM5E 系列聚焦总线型单轴控制，HPM6P 系列适用于脉冲型多轴场景，入门级 HPM53 系列则覆盖激光雷达、IMU 模块等传感器应用。从关节驱动到 “小脑” 运动控制器，从灵巧手到编码器，全系列产品协同赋能具身智能硬件生态。
随着机器人向家庭服务、工业协作等场景渗透，高集成度、低功耗、高安全的 MCU 将成为核心刚需。费振东在演讲中总结：“上海先楫半导体对于机器人，特别是具身智能在关节伺服控制领域主要对芯片要求的理解，包括高算力、高通信、高集成度和高安全性。” 这一战略布局，使先楫半导体在人形机器人、工业协作机器人等领域实现多维度突破。
