圖11：采用集成SoC的無傳感器式電機控制

在圖11中，三相反電動勢信號端接，DC總線擴展并路由到SoC。SoC使用MUX將端接輸入切換到比較器，并將其與DC總線電壓進行比較。級聯數字邏輯將濾出PWM信號，從而獲得真正的零交點信號。微控制器將根據此信息決定整流。

可選的電流控制將應用于PWM輸出控制，以調節電機的電流。內環路基于比較器，反饋總線電流將與12位DAC提供的參考電流值進行比較。改變DAC輸出將更改輸出電流值。

基于傳感器的（霍爾效應）電機控制

基于傳感器的無刷電機控制采用霍爾傳感器輸入來檢測轉子位置，從而控制電機運動。它將霍爾傳感器輸入提供給微控制器，并以閉環系統方式工作。這對于自動速度鎖定系統非常有利。

設計挑戰

選擇具有更高CPU內核、更快ADC（>= 500Ksps @ 10-bit）的高性能智能型微控制器，并內置閃存、SRAM存儲器、EEPROM以及模擬和數字外設，這對于實現高性能模擬測量、三相電機控制、LCD驅動、低功耗工作、RTC以及不同外部協議接口等關鍵功能而言至關重要。此外，許多SoC器件還支持電容式感應，無需使用機械部件即可實現高穩健性按鍵、滑條以及接近感應型界面。微控制器可控制LED與電容式感應，從而顯著簡化前面板設計。

實現電壓波動保護是系統設計人員面臨的一大設計挑戰。

實現防水功能和耐水特性是系統設計人員面臨的一大設計挑戰。

實現通用電源和通用系統是系統設計人員面臨的一大設計挑戰。

選擇具有低Ron和低門電容的功率MOSFET是驅動三相汽車電機的關鍵。

采用高功率MOSFET驅動電路進行電路板設計以及充分滿足電源的較高板上電流要求，是電路板設計人員面臨的一大設計挑戰。

對于涉及機電構造的電器而言，為電器應用設計出低成本緊湊型機電解決方案是系統設計人員面臨的一大設計挑戰。

讓上述機電設計獲得EMI/EMC標準認證是系統設計人員面臨的一大設計挑戰。

家用電器應用需要故障檢測和恢復機制。家用電器應用同時也需要具有電池保護、過流保護、過熱保護以及啟動故障條件等功能的電源設計。在家用電器應用中實現自我診斷功能是系統設計人員面臨的一大設計挑戰。

由于上述解決方案需要確保全天候持續工作，因此組件選擇和可靠性顯得至關重要，這也是系統設計人員面臨的一大設計挑戰。

具有一次性可編程(OTP)特性的微控制器能避免固件遭到競爭對手和黑客的惡意反向工程破壞。

系統限制以及采用PSoC可改善之處

電容式感應技術采用觸摸鍵盤取代機械按鍵。這不僅可減少由于機械按鍵造成的故障，還能提高產品的可靠性。許多SoC提供可隨時投產的庫和設計工具，能自動調校按鍵和滑條的敏感度，從而無需在設計周期中進行手工調校。此外，家用電器解決方案采用的電容式感應界面也需要具備防水功能。因為它可支持前鍵盤的接近感應功能，也就是說當手指靠近鍵盤時就能激活前鍵盤。

前面板實現觸摸屏設計，取代一般的LCD顯示屏和鍵盤，從而可提高用戶界面質量和靈活性。

iPod/iPhone等外部設備：SoC能通過UART和USB協議與iPod/iPhone實現通信。用戶能在家用電器上控制iPod/iPhone設備，并對其進行充電。

由于其可編程特性，SoC器件必須支持家用電器的代碼安全性，可能還要實現藍牙等個人局域網技術，這樣用戶就能創建自動化家用電器網絡。

微波爐等家用電器的語音指導功能可幫助用戶一步步完成烹飪工作。如欲采用自動調校的菜單，用戶需按下一次按鍵，語音將一步步介紹操作步驟。而這種功能也能通過SoC實現。

故障分析與返修材料：電路板上內外部接口數量的增多將會加大破壞者或黑客給系統制造麻煩的機會。單芯片解決方案則將解決嵌入式系統所面臨的這一最大限制。

我們目前采用基于微控制器的架構來實現家用電器解決方案。今天的可編程片上系統（PSoC）架構完美結合了微控制器和ASIC的功能，不僅可提高家用電器的易用性，同時還能降低產品研發與生產的成本。