Новые решения от TI: микроконтроллеры, ИС управления питанием и драйверы управления двигателями и приводами

Texas Instruments (TI) представила 12 микроконтроллеров Hercules TMS570 ARM Cortex-R4, дополнительную защищённую ИС управления питанием TPS65831-Q1 с несколькими шинами и защищённый драйвер двигателя DRV3201-Q1.

Новые микроконтроллеры, функциональная ИС управления питанием и функциональный драйвер составляют защищённый набор микросхем для управления двигателем. При этом максимизируется возможность обнаружения неисправностей и их смягчения при минимальном участии программного обеспечения.

Защищённый набор микросхем для управления двигателем ориентирован на пакеты САПР SafeTI-26262 и SafeTI-6150, помогая разработчикам более легко пройти сертификацию по стандартам ISO 26262 и IEC 61508, а также ускорить вывод на рынок решений в области критически-важных систем автомобильной сферы и оборудования управления двигателем.

Защищённые микроконтроллеры Hercules TMS570 разработаны для улучшенных систем ассистирования водителю, электроусилителей руля, гибридных и электрических двигателей, силовых ЖД-установок, авиационных систем противоскольжения, машин повышенной проходимости. Новое устройство расширяет продуктовую линейку за счёт добавления 36 конфигураций, из которых клиент сможет выбрать ту, которая подойдёт для его конкретной системы. Защищённые микроконтроллеры Hercules TMS570LS12x/11x предлагают конфигурации с дополнительной памятью и производительностью, а также с расширенными возможностями управления двигателями и приводами. Микроконтроллеры Hercules TMS570LS04x/03x имеют меньший корпус, более низкую стоимость и представляют собой решение начального уровня со встроенными интерфейсами управления. Интегральная схема управления питанием сочетает в одном корпусе несколько источников питания и функции безопасности, что способствует уменьшению времени проектирования и сокращает размеры печатных плат. Дополнительно, драйвер мотора поддерживает функциональность запуска/останова и имеет встроенную функциональную архитектуру защиты для целей безопасности и возможности мониторинга.

Защищённые микроконтроллеры Hercules TMS570 имеют расширенный ряд опций памяти и производительности: ядро ARM Cortex-R4 на частотах 80-180 МГц и флэш-память 256 КБ, 384 КБ, 1 МБ и 1,25 МБ. Таким образом, проектировщикам при работе над защищёнными устройствами с богатым функционалом даётся больше возможностей выбора и масштабируемости. Помимо этого, проектировщики схем с лёгкостью достигнут соответствия стандартам ISO 26262 и IEC 61508 благодаря совместимости компонентов промышленным нормам безопасности.

Аппаратные особенности защиты новых микроконтроллеров предоставляют высокий уровень онлайн-диагностики с жёсткой конфигурацией ядер. Также к особенностям можно отнести: защиту памяти для контроллеров шины и ЦП; код коррекции ошибок с одноразрядной коррекцией и двухразрядным детектированием для памяти ОЗУ и флэш; встроенное самотестирование ЦП и ОЗУ для поиска потенциальных скрытых дефектов; интеллектуальный модуль сигнализации ошибок; контроль по чётности внешних модулей ОЗУ; избыточные АЦП и таймеры; мониторинг синхронизации и установившегося напряжения.

Дополнительно, микроконтроллеры обладают встроенными в чип возможностями управления двигателем с расширенными средствами ШИМ, интерфейсами захвата данных сенсора и импульсного датчика положения, что способствует исключению множества внешних компонентов. 32-канальный таймер-сопроцессор служит в качестве канала разнообразного и избыточного управления двигателем, проверяя целостность широтно-импульсных модуляторов в его цепи. Более того, поддержка протоколов FlexRay, CAN, Ethernet и LIN позволяет работать со стандартными автомобильными схемами, предлагая несколько опций для механизма сбора данных.

Интегральная схема управления питанием TPS65381-Q1 имеет несколько питающих шин в одном устройстве. В компонент входит асинхронный вольтовычитающий импульсный преобразователь питания со встроенным полевым транзистором. Данный элемент преобразует входное напряжение с батарей в 6 В предварительного выходного напряжения, которое питает другие регуляторы. Два линейных регулятора со встроенными полевыми транзисторами могут поддерживать питанием входы/выходы микроконтроллеров и шину CAN. Один линейный регулятор питает ядро микроконтроллера. Такая интеграция снижает время на проектирование и экономит место на печатной плате. ИС управления питанием дополнительно питает встроенный датчик, позволяя реализовать защиту от замыкания на землю и на батарею. Есть возможность питать датчик, находящийся вне блока электронного управления (ECU).

Помимо этого, ИС управления питанием может похвастаться функциональной архитектурой защиты, которая обладает такими возможностями, как, например сторожевой схемой «вопрос-ответ», монитором сигнала ошибки микроконтроллера, мониторингом синхронизации на внешних генераторах, самотестированием, проверкой цикличной избыточности на энергонезависимой памяти и цепью сброса микроконтроллера. Самотестирование позволяет следить за работой устройства при запуске, а состояние диагностики позволяет микроконтроллеру проверять функции защиты ИС управления питанием, исключая необходимость использовать внешний дополнительный микроконтроллер для мониторинга (для целей экономии стоимости и места на печатной плате).

Компонент DRV3201-Q1 – это мостовой драйвер для автомобильных трёхфазных двигателей постоянного тока без щёток, питающий до 6 выделенных полевых n-канальных МОП-транзисторов с зарядом затвора до 250 нК. Ток драйвера программно задаётся для упрощения подстройки выходных величин. TI утверждает, что данное устройство – это первый на рынке драйвер двигателя, поддерживающий функциональность запуска/останова, позволяющий иметь полный контроль над силовыми каскадами при столь низком напряжении батареи (до 4,75 В). Компонент также имеет функциональную архитектуру защиты со встроенным мониторингом напряжения сток-источник, фазовыми компараторами, сквозной защитой, управлением холостым ходом, температурной защитой и предупреждениями, слежением за уровнем напряжения батареи для исключения перенапряжений и недостатка вольтажа.

Микроконтроллеры Hercules TMS570 имеют стоимость в диапазоне от 5 до 22 долл. при заказе от 1 тыс. шт. Также доступно как свободное ПО, так и утилиты стоимостью от 79 до 599 долл. Компонент TPS65381-Q1 будет выпускаться в корпусе HTSSOP-32 (DAP) PowerPad в декабре со стоимостью 2,6 долл. при заказе от 1 тыс. шт. Драйвер DRV3201-Q1 будет выпускаться в корпусе HTQFP-64 (PAP) PowerPad в 2012 году при цене 3,10 долл. и заказе партиями от 1 тыс. шт.