品牌:KUKA | 規格:KPS-600/20-ESC | 材質:KPS-600/20-ESC |
產地:德國 |
KPS-600/20-ESC
不過,面對諸多不同晶片架構業者積極搶進工業馬達領域,楊正廉認為,MCU(微控制器)架構在開發難易度、導入成本與擴充能力等各項表現上遠勝FPGA(可編程邏輯閘陣列)架構。他舉例指出,以輸送帶為例,光是材質、重量的不同,輸送帶的流暢度、速度與度就會有所差異,這透過參數上的調校才有辦法作到,MCU在這方面的調整速度上具有相當的優勢。
楊正廉也直言,由於ARM的Cortex-M4到M0的處理能力的不同,所以對應的馬達係統也會有所差異,一般來說,風扇或是無刷直流馬達採用M0架構就足以應付,但若偏重造價較高或重視參數調校與性的馬達係統,採用M4會是理想的選擇。他進一步談到,由於馬達在不同應用領域下,需要調校的係統參數各有差異,為了保留係統的設計彈性,MCU與專為驅動馬達的驅動元件(Driver)不太可能有整合的可能性。
楊正廉也同意,在馬達控制上,電流與電壓的供應度的確是一門學問,但他強調,盡管MOSFET與IGBT等電源周邊元件有其重要性,但是數位控制本身還是重要的關鍵,所以類比電源電路與數位控制還是可以區分兩個層面來看,會較為簡單。不過,未來電源管理也開始走向數位化的情況下,楊正廉透露,採用MCU進行電源係統的管理也是可行的作法,換言之,若要讓馬達控制達到佳化,馬達轉速、角度的度乃至電源供應上,實務上可以用兩顆MCU就完成整個係統設計。根據圖2的算法結構,FPGA設計採用模塊化方式,整體結構的頂層圖如圖3所示。
從圖3可以看到,該設計包含分頻器(DIV_FRE)、符號化(SYM)、內插濾波器(INTERPOLATION)、定時誤差檢測(TED)、環路濾波器(LPF)、內部控制器(INTER_CTL)和外部控制器接口的時序電路(EXTER_CTL)共7個模塊。其中,分頻器由片外晶振提供時鐘輸入,分頻後為片內其他模塊提供相應時鐘。其中碼元時鐘的分頻係數可由外部控制器通過接口進行設置。符號化是將A/D採樣產生的無符號數轉換為有符號數,以便後續模塊進行帶符號的運算。
外部控制器接口的時序電路將外部控制器送來的控制信號(ALE和RD)、地址信號(P2.0、P2.1)和數據信號(P0口)、轉換為FPGA 內分頻器、環路濾波器和NCO的使能信號和參數,實現對位同步器各參數的設置。
分頻器、符號化和外部控制器接口模塊實現較為簡單,不再贅述。而內插濾波器、定時誤差檢測、環路濾波器和內部控制器的實現較為復雜,且本設計通過採用相應算法和改進結構,實現了位同步器的通用性。本文將詳細闡述這些模塊的設計。
圖3 FPGA程序設計整體結構頂層圖
2.2 模塊詳細設計
2.2.1 內插濾波器設計
內插濾波器是完成算法的核心,它根據內插參數實時計算佳判決點的內插值,即:
內插濾波器是完成算法的核心,它根據內插參數實時計算佳判決點的內插值,即:
式中:mk 為內插濾波器基點索引,決定輸入序列中哪些採樣點參與運算,它由插值時刻kTi 確定;μk 為誤差間隔,決定了內插濾波器的衝激響應係數〔1〕.kTi 和μk 的信息由內部控制器反饋回來。
本設計的內插濾波器採用基於4 點分段拋物線多項式的Farrow結構實現。將式(1)變換為拉格朗日多項式,即令:
本設計的內插濾波器採用基於4 點分段拋物線多項式的Farrow結構實現。將式(1)變換為拉格朗日多項式,即令:
根據式(2)和(3),內插濾波器程序實現結構如圖4所示。
從圖4可以看到,該結構由1個移位器、5個觸發器、 8個相加器、2個乘法器組成,比直接型FIR節省10個乘法器、4個相加器的資源。其中,除以2的運算採用數據移位實現,避免使用除法器。輸入的8位數據 x,計算後得到10位的內插值y 輸出。由於內部所有寄存器經計算後,均採用小位數,有效地減少了Logic Elements資源的佔用。
Farrow結構實現圖2014年6月24日,德州儀器(TI)今日宣布推出其綜合的超低功耗FRAM 微控制器(MCU)平臺。該平臺配備了所有必要的硬件和軟件工具,支持開發人員降低能源預算,大限度地縮減產品尺寸並致力於實現無電池的。TI全新MSP430FR59x/69x FRAM MCU產品係列集成了涵蓋32KB至128KB嵌入式FRAM的EnergyTrace++?實時功耗分析器和調試器。這些MSP430? MCU非常適用於智能計量儀表、可佩戴式電子產品、工業和遠程傳感器、能量收集裝置、家庭自動化設備、數據採集係統、物聯網(IoT)以及更多需要超低功耗、靈活內存選擇和智能模擬集成的應用。
採用嵌入式FRAM的TI創新型超低漏電(ULL)專有技術可在-40至85攝氏度的整個溫度範圍內提供低的係統功耗【運行功耗為100μA/MHz,實時時鐘(RTC)待機功耗為 450nA】和業界的功率性能。全新的FRAM MCU包括各種智能模擬外設,如在轉換速率為200 ksps時耗電流低至140μA的差分輸入模數轉換器(ADC)以及可在係統處於待機狀態時運行的增強型流量計量掃描接口,從而使功耗降低10倍。此外,集成式8-mux LCD顯示器和256位加密標準(AES)加速器也可降低功耗,縮減材料清單成本並節省電路板空間。
採用EnergyTrace+ +技術實時調試能量
TI的新型EnergyTrace++技術是第一個能使開發人員為每個外設實時分析功耗(電流分辨率低至5nA)的調試係統。這使工程師能控制自己的功耗預算並優化軟件,竭盡所能創造出能耗低的產品。這項新技術現在可用於MSP430FR59x和MSP430FR69x MCU產品係列,並配備全新的低成本MSP430FR5969 LaunchPad開發套件。
SUN 371-1099-07 PCI TRAY BOARD 371-1099 PULLED T2000
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