Mikrocontroller zur Steuerung einzelner Motoren

EMBEDDED SYSTEMS

Mit der M4L-Gruppe startet Toshiba die Serienfertigung von Arm-Cortex-M4-Mikrocontrollern der TXZ+-Entry-Class-Familie mit 128KB oder 256KB Code-Flash. Dedizierte Hardware-Beschleuniger übernehmen Aufgaben der feldorientierten Motorregelung und entlasten den mit bis zu 80MHz arbeitenden Prozessorkern.



Die Mikrocontroller sind für die Echtzeitsteuerung eines einzelnen Motors ausgelegt. Zu den integrierten Funktionsblöcken gehören die Vector-Engine A-VE2, der programmierbare Motortreiber A-PMD2 und der 32-Bit-Encoder A-ENC2. Sie führen rechenintensive Funktionen der feldorientierten Regelung aus, sodass Rechenzeit für die Anwendungssoftware verfügbar bleibt.

Für den Schutz von Programmcode und Daten stehen Chip Protection, Secure Access Memory und Non-Rewritable Flash Protection zur Verfügung. Diese Funktionen kontrollieren Speicherzugriffe und schützen ausgewählte Flash-Bereiche vor Änderungen. Diagnosemechanismen für Flash-Speicher, RAM, ADCs und Taktsysteme unterstützen die Umsetzung funktionaler Sicherheitsfunktionen.

Varianten mit 256KB Code-Flash besitzen eine Dual-Bank-Architektur. Dadurch lässt sich eine Flash-Bank programmieren, während das Programm aus der zweiten Bank weiterläuft. Die Architektur unterstützt Firmware-over-the-Air- und Remote-Firmware-Updates ohne Unterbrechung des Systembetriebs.

Die Ausführungen mit 128KB Code-Flash verfügen über 64KB Daten-Flash zur Speicherung von Konfigurationsdaten, Betriebsprotokollen und weiteren Anwendungsdaten.

Ein integrierter Komparator kann Überströme erkennen und eine Notabschaltung des Motors auslösen. Der interne 10MHz-Oszillator arbeitet mit einer Genauigkeit von ±1%. Ein Energiesparmodus ist für Anwendungen mit Batterieversorgung vorgesehen.


Technische Daten

  • Prozessorkern: Arm Cortex-M4 mit Gleitkommaeinheit
  • Taktfrequenz: Bis zu 80MHz
  • Code-Flash: 128KB oder 256KB
  • Daten-Flash: 64KB bei Varianten mit 128KB Code-Flash
  • Flash-Architektur: Dual Bank bei Varianten mit 256KB Code-Flash
  • Versorgungsspannung: 2,7V bis 5,5V
  • Gehäuse: LQFP und VQFN
  • Anschlusszahlen: 44 bis 64 Pins
  • Interner Oszillator: 10MHz mit ±1% Genauigkeit
  • Motorsteuerung: A-VE2, A-PMD2 und A-ENC2
  • Kommunikationsschnittstellen: UART, SPI und I²C
  • Speichererweiterung: Serielle Speicherschnittstelle SMIF
  • Analogfunktionen: 12-Bit-ADCs, 8-Bit-DACs und Komparatoren
  • Weitere Peripherie: DMA-Controller, CRC-Hardware und Timer
  • Sicherheitsfunktionen: CPRO, SAM und NRFP
  • Firmware-Aktualisierung: FOTA und Remote-Updates


Wo braucht man das?

Die Mikrocontroller sind für Motorsteuerungen in Industriegeräten, Fabrikautomatisierungssystemen, Bürogeräten, Haushaltsgeräten und Konsumgütern vorgesehen. Die nach UL 60730 Klasse B zertifizierte Software unterstützt insbesondere die Entwicklung von Haushaltsgeräten.


Entwicklungsunterstützung

Für Evaluierung und Entwicklung stehen Dokumentation, Beispielsoftware, Treibersoftware und Entwicklungsumgebungen von Partnern aus dem Arm-Ökosystem zur Verfügung. Die herunterladbaren Softwarepakete enthalten Anwendungsbeispiele sowie Treiber zur Steuerung der Peripherieschnittstellen.

Das zusammen mit MIKROE entwickelte Evaluierungsboard Clicker 2 for TMPM4L4A dient zur Entwicklung und Evaluierung von BLDC-Motorsteuerungen. Es wird von der ebenfalls als Download verfügbaren MCU Motor Studio-Software unterstützt.