מאת: מוטי סגל, ניסקו פרוייקטים. עם משפחת המיקרו-בקרים XMC1000 החדשה, אינפיניון מציעה אלטרנטיבה של 32 ביט במחירים של 8 ביט עם ביצועים גבוהים יותר באופן משמעותי. משפחת מוצרי XMC1000 מבוססת על ליבת מעבד Cortex-M0 הסטנדרטי, אשר תוכננה במיוחד עבור יישומים בשוק של 8 ביט. על ידי שילוב של ליבת מעבד זה עם פונקציות ייעודיות נרחבות, פריפריה, כלים, טכנולוגיה חסכונית בהספק, אינפיניון מציעה חלופה אמיתית למשתמשים של 8 ביט עד כה.
המגמה של החלפת מיקרו בקרים של 8 ביט עם 32 סיביות הופכת לדבר מובן מאליו. כמעט מחצית מהמפתחים בתעשייה הגרמנית מתכננים לנהוג כך בפיתוחים העתידיים. רמת המחיר הנכונה הייתה הגורם המגביל עד כה. אינפיניון תציע את המיקרו-בקרים בהליך ייצור של 65nm ועל פרוסות 300 מ”מ. המשפחה החדשה היא משלים אמיתי למשפחת מיקרו-הבקרים XMC4000 אשר הוצגה בתחילת 2012. יחידות רבות היקפיות כגון מונים, A/D ממירים וממשקי תקשורת טורית זהות לאלו של מוצרי XMC4000 Cortex M4. תכונה זו תעזור לפיתוח תוכנה יעיל, סביבת הפיתוח DAVE זמינה ללא תשלום. בנוסף למספר פונקציות הפריפריה הידועות כבר ממשפחת XMC4000, משפחת XMC1000 מציעה תכונות אשר, נכון להיום, לא נמצאו במיקרו בקרים של 8 ביט (איור 1). תכונה ייחודית לפלח שוק זה היא, למשל, מגוון גרסאות זכרון פלאש, המציעים מ-8 קילובייט עד 200 קילובייט. בפרט, פונקציות היקפיות מיוחדות מאפשרות את היישום הפשוט המקצועי של יישומי תאורת LED ובקרות רכב חסכוניים באנרגיה.
אינפיניון מציעה קונספט הנותן פתרון להגנה על הקניין הרוחני של תוכנה משובצת, זוהי מגמה חשובה בשוק המיקרו-בקרים.
שלושה מוצרים עבור יישומים שונים
עם מגוון רחב של פונקציות, משפחת XMC1000 מטפלת בתחום רחב של יישומים של 8 ביט: יישומים כגון בקרה מוטורית, נורות LED, המרת הספק דיגיטלית, חיישנים חכמים, אלמנטי בקרת קיבול ומציג LED, בנוסף לשימושים אפשריים רבים אחרים. לשם כך, XMC1000 על נגזרותיו השונות מציע, מלבד Cortex-M0 של 32 סיביות עם 32 מגה הרץ, תכונות רבות חדשות כגון עד 200KB זכרון פלאש, בקרה ועיבוד לאותות מעורבים רבי עוצמה, מודולים לבקרת מגע וצגי LED, יחידת פטנט של אינפיניון לעמעום ובקרת צבע של נוריות, מטעין הבזק עם הצפנת 128 ביט לתוכנת הגנה על קניין רוחני וCoprocessor מתמטי עם 64MHz עבור בקרת מנועים. תכונות נוספות כגון תיקון שגיאות חומרה (ECC) ובדיקות זיכרון מתאימים את הבקרים החדשים לספק את הדרישות שהוגדרו על ידי IEC60730.
עם סדרת שלושה מוצרים (איור 2) ויותר
מ-20 מוצרים, מבני משפחת XMC1000 חותרת ליישומים שונים. לדוגמה XMC1100 מציעה מגוון של פונקציות בסיסיות מונים עם 16 סיביות, המאפשרים מונים שונים, PWM , וממירי D/A של 12 ביט.
XMC1200 כוללת תכונות ספציפיות ליישומים נוספים, כגון יחידה לבקרת צבע במעגל LED ויחידות לבקרת מגע קיבולי ומציג LED. יתר על כן, גירסאות זמינות לטווח הטמפרטורות המורחב של -40°C עד 105°C.
אחרון חביב, סדרת XMC1300 מיועדת במיוחד ליישומים בתחום הבקרה המוטורית והמרת כוח דיגיטלית. לשם כך, מלבד יחידת לכידה (CCU8), כולל גם, ממשק עמדה (POSIF) לזיהוי המדויק של מיקום המנוע, כמו גם Coprocessor מתמטי, המאפשר FOC sensorless יעיל (פקד שדה מכוון) פתרונות למנועים חשמליים – האחרונים להיות ייחודיים עבור מוצרים מבוססי Cortex-M0. משפחת XMC1300 מציעה גם גרסאות לטווח הטמפרטורות של עד 105°C.
תכונות עיקריות
משפחת XMC1000 משלבת פונקציות היקפיות רבות עוצמה עבור מגוון רחב של יישומים תעשייתיים.
תכונות עיקריות למשפחת XMC1000 הן CCU4 וCCU8 יחידות טיימר.
לכידה/השוואת יחידה 4 (CCU4) חשובה למערכות שדורשות מונים יעילים לניטור ועיבוד אותות, כמו גם דור אות PWM. זה מאפשר, למשל יישום של ספק כוח ממותג-mode ויחידות UPS. הטיימר 16 סיביות מורכב מארבע פרוסות אשר מאפשר שרשור בקלות. מודולריות פנימית זו של יחידת הטיימר מאפשרת למערכות תוכנה פיתוח קוד מהיר והסבה פשוטה. כל פרוסה טיימר CCU4 יכולה לעבוד במצב להשוות (אחד להשוות ערוץ) או במצב צילום (עם עד ארבעה אוגרי לכידה). בנוסף, הדור של עד ארבעה אותות PWM עצמאיים נתמך.
CCU8 תומך גם ביישומים עם דור אות PWM מורכב יותר עם מתגים משלימים בתצורה, שליטת polyphase חצי גשר ובדיקת זוגיות. פונקציונליות זו עבור מיזוג אות אומרת
ש-CCU8 הוא אידיאלי עבור פקדים חזקים במיוחד מוטוריים, polyphase ומערכות רבות ברמה. במצב להשוות, להשוות שני ערוצים זמינים לכל פרוסה טיימר. זה מאפשר עד ארבעה אותות PWM שנוצר לכל פרוסה טיימר (עד 16 לכל CCU8 יחידה) באיחור על מנת למנוע קצר חשמלי במתגים. כל מודול CCU8 משלב ארבעה קווי בקשת שירות, שניתן לתכנת כך שהטיימר פועל כהדק מסונכרן בין מחולל אותות PWM
וממיר D.
באמצעות מודול ממשק USIC גמיש, ניתן ליישם פרוטוקולי תקשורת טורית שונים כגון ASC, SSC, I2C וI2S. מודול USIC מציע שני ערוצי תקשורת בלתי תלויות. FIFO ייעודי מאפשר חציצה עבור יישומים איטיים יותר.
מודול ממיר A/D מורכב מליבה שפועלת על פי העיקרון של קירוב רצוף (SAR). הרזולוציה ניתנת לתכנת עם 8, 10 או 12 סיביות. בנוסף, ניתן להגדיר את ההגברה בנפרד עבור כל אחד מערוצים. זכרון FIFO מונע אובדן נתונים בעת עבודה עם שיעורי דגימה מהירים מאוד..
פונקציות היקפיות מועילות אחרות כוללות מחולל פסאודו אקראי מספר, שעון זמן אמת (RTC) וטיימר (WDT).
בקרת שליטה חדשנית עבור LED
בסדרת המיקרו-בקרים ישנה יחידת BCCU (בהירות ושליטה בצבע). הפונקציה הבסיסית של BCCU מורכבת בקבלת אותות עמעום זמינים בחיבורי היציאה לדוחפי LED חיצוניים באופן אוטומטי (איור 3). BCCU מיועד לשליטה באופן אוטומטי על עמעום הצבעים של מנורות LED רב ערוציות.
תכונת מפתח היא אפנון העוצמה הגבוהה בתדר האוטומטי (PDM עם רזולוציה של 12 ביט). זה מאפשר תצוגת הבהוב חופשי. התאמת מעריכי עמעום וליניארית של עוצמת לאפשר את צעדי עמעום והשינויים בצבע להיראות טבעיים לגמרי עבור העין האנושית. מגוון רחב של נוריות ביצועים גבוהים נתמך.
שימוש במודולים LEDTS של משפחת XMC1200, אפשרי, כאמור, לתמוך בנוריות ופנלי מגע ביישומי HMI. באותו הזמן, LEDTS יכול למדוד את הקיבול של עד שמונה כריות מגע כל אחד עם הסיוע של RO (מתנד הרפיה). עד 64 (8×8) ניתן לשלוט בנוריות LED במטריצה אחת. את המודולים ניתן לסנכרן אחד עם השני לתוצאות אופטימליות. כריות מגע ונוריות יכולות לחלוק את החיבורים, אשר מקטינים את מספר הפינים הנדרשים.
אבטחת IP
גם במונחים של פיתוח יישומי מיקרו, התמחות וחלוקת העבודה היא תכונה מתקדמת ונדרשת.
יותר ויותר חברות מודעות לסיכון בגניבה, העתקה ונסיון לפרוץ את המערכת אשר בנו, זהו בעצם ה-IP של כל חברה אשר אמורה לעשות כל אשר ביכולתה להגן עליה ו/או על ה-OEM אשר היא עובדת עבורו. בפיתוח המשפחה החדשה 1000XMC אינפיניון התייחסה להיבט זה ופיתחה רעיון להגנה על קניין רוחני (איור 5), נסיונה של אינפיניון מתחום הכרטיסים החכמים CHIPCARD בא לידי ביטוי בפיתוח זה.
בעיקרו של דבר, מדובר בהבטחה שהתוכנה יכולה לפעול רק בבקרים מסוימים ושרק לאנשים מסוימים גישה לקוד התוכנה לאורך כל תהליך הייצור. הקונספט של אינפיניון כרוך במתן בעלי IP עם כלי שמצפין תוכנה המשובצת, עם מפתח שעובד על הבסיס של שיטת 128 ביט ורק מצפין קוד במהלך תהליך הטעינה, שזה חוסך לזכרון פלאש.
תמיכה בפיתוח יעיל
DAVE תומך בקוד אוטומטי המבוסס על רכיבי תוכנה מוגדרים מראש ונבדקו – המכונה גם “DAVE APPS”. בניגוד לגישה הקונבנציונלית עם ספריות ותוכניות לדוגמה, Apps הם מופשטים יותר ומאפשרים שילוב גרפיקה פשוט של APPS מרובים. זה מאפשר למשאבי החומרה להיות ממופים באופן אוטומטי ובדייקנות על גבי שבב.
כרטיסי אבלואציה זמינים עבור שלושת המוצרים במשפחת 1000XMC
מידע נוסף זמין באתר אינפינאון
ניסקו פרוייקטים הינה הנציגה הבלעדית של חברת אינפינאון בישראל.
