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基于SoCFPGA的工业和马达控制方案设计

本文摘要:工业系统一般来说由微控制器和FPGA器件等构成,美高森美(Microsemi)基于SmartFusion2SoCFPGA的马达掌控解决方案是用于高集成度器件为工业设计带给更加多优势的一个范例。本白皮书重点探究用作工业系统的SmartFusion2系列器件的特性,以及这款器件在TCO(总体享有成本)概念上比传统架构好的方面。

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工业系统一般来说由微控制器和FPGA器件等构成,美高森美(Microsemi)基于SmartFusion2SoCFPGA的马达掌控解决方案是用于高集成度器件为工业设计带给更加多优势的一个范例。本白皮书重点探究用作工业系统的SmartFusion2系列器件的特性,以及这款器件在TCO(总体享有成本)概念上比传统架构好的方面。

  工业市场的近期发展仍然在推展对高集成度的高性能、低功耗FPGA器件的市场需求,设计人员对网络通信的偏爱多达点对点通信,这意味著通信应用于有可能必须额外的控制器,间接地减小了材料表格(BOM)成本、电路板尺寸,以及涉及的重复使用工程(NRE)费用。TCO是用作分析和评估的生命周期成本的概念,它是与设计涉及的所有必要和间接成本的拓展。这些成本还包括工程成本、加装和确保成本、BOM、NRE(RD)成本及其它,也有可能通过考虑到系统级因素来构建TCO最小化,从而带给可持续的长年赢利能力。  美高森美获取具备ARMCortex-M3微控制器硬核、IP构建,以及成本优化PCB,并且具备更加小BOM表格和电路板尺寸的SmartFusion2SoCFPGA器件。

凭借低功耗特性和长工作温度范围,这些器件需要在极端条件下可信工作,且需要风扇加热。通过构建ARMCortex-M3IP和FPGAfabric,还可以构建更高的设计灵活性和更加慢的上市速度。美高森美需要获取多轴马达掌控的多种参照设计和IP生态系统,用作研发马达控制算法,从而修改从多处理器解决方案向单一器件解决方案,即向SoCFPGA器件的改变。

  TCO影响因素  以下是影响系统TCO的一些因素。  1.宽生命周期  FPGA器件可以新的编程,即使部署在现场中也不值得注意,这样可以缩短产品生命周期,容许设计人员集中精力以更慢的速度研发新产品。

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  2.BOM  美高森美基于flash的FPGA器件需要制导PROM或flashMCU在FPGA上电时写入数据,它们是零级(levelzero)非易失性/即时打开器件。与基于SRAM的FPGA器件有所不同,由于flash电源会再次发生电压上升(brownout),美高森美基于flash的FPGA器件需要额外的上电监控器。  3.上市时间  OEM厂商之间的白热化竞争拒绝设计具备更好的产品差异化和更加慢的上市速度,获取多款经过测试的IP模块可以大幅度增加设计时间。

市场有数多款建构工业解决方案所需的IP模块,同时,还有多款IP模块正在研发之中。SoC方案获取的另一项独有优势是调试FPGA设计,为了调试FPGA设计,可经由高速接口,利用微控制器子系统(MSS)来萃取FPGA器件中的信息。  4.工程工具成本  一般都指出FPGA工具十分便宜,美高森美获取具备免费金(gold)许可许可的Libero系统级芯片(SoC)或构建研发环境(IDE),仅有在研发高端设备时必须收费的许可许可。  工业驱动系统  工业驱动系统还包括一个马达掌控组件和一个通信组件,马达掌控组件还包括驱动逆变器逻辑和维护逻辑。

通信组件则构建监控掌控,负责管理实行运行时间参数的初始化和改动。  在典型驱动应用于中,有可能用于多个控制器器件来实行驱动逻辑。一个器件有可能继续执行与马达控制算法涉及的计算出来,第二个器件有可能工作与通信涉及的任务,第三个器件有可能运营与安全性涉及的任务。


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