德州儀器：實(shí)時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、工廠自動化和高功率電網(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，但卻價格昂貴，因為它們可能具有復(fù)雜的設(shè)計和高昂的成本，而且為了滿足系統(tǒng)的需求往往還需要多個芯片。在不斷變化的市場中，設(shè)計差異化固然重要，但效率和性能對于產(chǎn)品的生命周期以及企業(yè)最終的長期可持續(xù)發(fā)展卻更為關(guān)鍵。

圖1

企業(yè)可能會問自己，“我如何在競爭中取勝？”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)時控制可實(shí)現(xiàn)實(shí)時連接。

全新系列的c2000™實(shí)時控制器f2838x提供更優(yōu)化的連接選項，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器件和一個新的連接管理器，以及一個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)動器、交流驅(qū)動器、工廠自動化和工業(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f2838x功能來實(shí)現(xiàn)?？膳渲眠壿媺K（clb）允許：

- 創(chuàng)建絕對值編碼器接口

- 專用脈沖序列邏輯

- 客戶化定制定時器、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的時間內(nèi)處理關(guān)鍵伺服驅(qū)動器磁場定向控制環(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、更高級別的高分辨率pwm（最多32個epwm通道），以及用于逆變器保護(hù)和靈活定時器同步的高級比較器子系統(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，用于高效計算；

采用64位浮點(diǎn)單元，用于提高伺服運(yùn)動控制的精度。

控制律加速器（cla）可用于增加并行控制或信號處理。具有后處理硬件的四個獨(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)?？蛇x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

眾所周知，控制、靈活性和性能是電機(jī)驅(qū)動、工廠自動化和大功率電網(wǎng)應(yīng)用的三大要素。只要將連接集成在一顆芯片上，就擁有了一個實(shí)時控制和連接的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)級靈活性。

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