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德州儀器:實(shí)時(shí)控制器獲得新的連接功能

北京2019年7月24日 /美通社/ -- 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。

圖1

企業(yè)可能會(huì)問自己,“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)未來發(fā)展的理想選擇?”問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2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2:tms320f28388d框圖

f2838x通過啟用通常由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),f2838x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
tms320f28388d1/125 mips2 400 mips2/400 mips1.5 mb
tms320f28388s1/125 mips1/200 mips1/200 mips1.0 mb
tms320f28386d1/125 mips2/400 mips2/400 mips1.5 mb
tms320f28386s1/125 mips1/200 mips1/200 mips1.0 mb
tms320f28384d1/125 mips2/400 mips2/400 mips1.5 mb
tms320f28384s1/125 mips1/200 mips1/200 mips1.0 mb

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,就擁有了一個(gè)實(shí)時(shí)控制和連接的mcu,可以引導(dǎo)企業(yè)的業(yè)務(wù)向前發(fā)展,并在未來幾年實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)靈活性。

其他資源

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