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實(shí)時(shí)控制器獲得新的連接功能

2019-07-25 16:08:08 德州儀器

點(diǎn)擊關(guān)注->創(chuàng)芯網(wǎng)公眾號(hào)，后臺(tái)告知EETOP論壇用戶名，獎(jiǎng)勵(lì)200信元

在當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域，適用于各種電機(jī)驅(qū)動(dòng)、工廠自動(dòng)化和高功率電網(wǎng)應(yīng)用的有多種解決方案和架構(gòu)。其中許多都具有可靠的性能和連接，但卻價(jià)格昂貴，因?yàn)樗鼈兛赡芫哂袕?fù)雜的設(shè)計(jì)和高昂的成本，而且為了滿足系統(tǒng)的需求往往還需要多個(gè)芯片。在不斷變化的市場(chǎng)中，設(shè)計(jì)差異化固然重要，但效率和性能對(duì)于產(chǎn)品的生命周期以及企業(yè)最終的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展卻更為關(guān)鍵。

您可能會(huì)問(wèn)自己，“我如何在競(jìng)爭(zhēng)中取勝？”或“什么是幫助我維持業(yè)務(wù)和實(shí)現(xiàn)未來(lái)發(fā)展的理想選擇？”問(wèn)題的核心在就于集成功能，其中實(shí)時(shí)控制可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。

全新系列的C2000™實(shí)時(shí)控制器F2838x提供更優(yōu)化的連接選項(xiàng)，控制性能得到提高，而且能夠在工業(yè)應(yīng)用和高功率電網(wǎng)應(yīng)用中展現(xiàn)出系統(tǒng)級(jí)靈活性。如圖1所示，該系列是一款具有性能增強(qiáng)功能的F2837x器件和一個(gè)新的連接管理器，以及一個(gè)可卸載處理密集型通信并優(yōu)化連接的、基于Arm® Cortex®-M4的子系統(tǒng)。

圖1：TMS320F28388D框圖

F2838x通過(guò)啟用通常由FPGA/復(fù)雜可編程邏輯器件、專用集成電路和通信微控制器（MCU）/微處理器執(zhí)行的功能，可為連接的伺服驅(qū)動(dòng)器、交流驅(qū)動(dòng)器、工廠自動(dòng)化和工業(yè)電源設(shè)備提供近乎單芯片的解決方案。

通過(guò)基于Arm® Cortex-M4的專用連接管理器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。由于集成了EtherCAT功能，無(wú)需使用外部ASIC。還支持10/100以太網(wǎng)、CAN FD、USB和各種高速串行端口。此外，快速串行接口（FSI）可實(shí)現(xiàn)高達(dá)200 Mbps的通信，并在隔離柵上實(shí)現(xiàn)低成本路徑。

典型的FPGA/CPLD功能由多個(gè)F2838x功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。可配置邏輯塊（CLB）允許：
-        創(chuàng)建絕對(duì)值編碼器接口
-        專用脈沖序列邏輯
-        客戶化定制定時(shí)器、串行接口和逆變器保護(hù)機(jī)制

快速電流環(huán)路（FCL）技術(shù)可在不到500ns的時(shí)間內(nèi)處理關(guān)鍵伺服驅(qū)動(dòng)器磁場(chǎng)定向控制環(huán)路。還包括可連接通用隔離Delta-Sigma轉(zhuǎn)換器的Sigma-Delta濾波器模塊、更高級(jí)別的高分辨率PWM（最多32個(gè)ePWM通道），以及用于逆變器保護(hù)和靈活定時(shí)器同步的高級(jí)比較器子系統(tǒng)。

通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)高性能循環(huán)控制：

-        采用三角數(shù)學(xué)單元（TMU）增強(qiáng)了領(lǐng)先的C28x™ DSP內(nèi)核，以加速關(guān)鍵的arctan、sin和cos函數(shù)；
-        采用新型快速整數(shù)除法硬件，用于高效計(jì)算；
采用64位浮點(diǎn)單元，用于提高伺服運(yùn)動(dòng)控制的精度。

控制律加速器（CLA）可用于增加并行控制或信號(hào)處理。具有后處理硬件的四個(gè)獨(dú)立16位精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有讓可用通道加倍的新型單端模式。將主機(jī)和通信任務(wù)卸載到連接管理器可以釋放循環(huán)，以專用于實(shí)時(shí)控制。

一旦投入全面生產(chǎn)，F(xiàn)2838x系列將提供六種配置（表1）。所有器件的標(biāo)配均包含連接管理器和以太網(wǎng)。可選配置包括單（1.0 MB閃存）或雙（1.5 MB閃存）C28x加控制法加速器（CLA）子系統(tǒng)、可配置邏輯塊訪問(wèn)和EtherCAT功能。F2838x采用16 mm×16 mm 337 焊球細(xì)間距球柵陣列封裝，結(jié)溫為-40°C至125°C。

表 1：F2838x配置

F2838x MCU	連接管理器	C28x CPU/每秒百萬(wàn)條指令（MIPS）	控制律加速器協(xié)處理器/MIPS	閃存	以太網(wǎng)	EtherCAT	可配置邏輯塊
TMS320F28388D	1/125 MIPS	2 400 MIPS	2/400 MIPS	1.5 MB	是	是	是
TMS320F28388S	1/125 MIPS	1/200 MIPS	1/200 MIPS	1.0 MB	是	是	是
TMS320F28386D	1/125 MIPS	2/400 MIPS	2/400 MIPS	1.5 MB	是	–	是
TMS320F28386S	1/125 MIPS	1/200 MIPS	1/200 MIPS	1.0 MB	是	–	是
TMS320F28384D	1/125 MIPS	2/400 MIPS	2/400 MIPS	1.5 MB	是	–	–
TMS320F28384S	1/125 MIPS	1/200 MIPS	1/200 MIPS	1.0 MB	是	–	–

眾所周知，控制、靈活性和性能是電機(jī)驅(qū)動(dòng)、工廠自動(dòng)化和大功率電網(wǎng)應(yīng)用的三大要素。只要將連接集成在一顆芯片上，您就擁有了一個(gè)實(shí)時(shí)控制和連接的MCU，可以引導(dǎo)您的業(yè)務(wù)向前發(fā)展，并在未來(lái)幾年實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)靈活性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電子德州儀器