- Konu Yazar
- #1
Toshiba'dan Yeni Nesil Mikrodenetleyiciler: Endüstriyel Otomasyonda Devrim!
Toshiba, fabrika ve tüketici ekipmanlarındaki karmaşık kontrol mantığını yönetmek üzere tasarlanmış, Arm Cortex-M4 işlemcili yeni mikrodenetleyicilerin seri üretimine başladı. Toshiba Electronics Europe tarafından piyasaya sürülen M4H grubu, TMPM4H4FYUG, TMPM4H2FYDUG ve TMPM4H1FYUG modellerini içeriyor. Bu çipler, arayüz işleme ve zamanlama yönetimi gibi sistem kontrol fonksiyonlarını destekleyerek endüstriyel otomasyon altyapısı ve tüketici cihazları üretimindeki elektromekanik süreçleri yönetmek için özel olarak geliştirildi.
Mimari ve Güç Özellikleri
Bu mikrodenetleyiciler, kayan nokta işlem birimi (FPU) ve bellek koruma birimi (MPU) ile donatılmış bir Arm Cortex-M4 çekirdeği entegre ediyor. 120 MHz'e kadar saat frekanslarında çalışan donanım, 256 kilobayt program flash belleği ve 18 kilobayt eşlik denetimli RAM'i destekliyor. 5 volt güçle çalışan ekipmanlara uyum sağlamak üzere tasarlanan bu birimler, 2.7 V ila 5.5 V besleme voltajı aralığında çalışıyor. Entegre 10 MHz yüksek hızlı osilatör, ±%1 doğruluk sağlayarak donanım mühendislerinin baskılı devre kartında gereken harici bileşen sayısını azaltmasına olanak tanıyor.
Çevre Birimi Entegrasyonu ve Motor Kontrolü
Endüstriyel ağlarda iletişim ve sensör entegrasyonunu kolaylaştırmak için mimari, 12 bit analogdan dijitale dönüştürücü (ADC), standart zamanlayıcılar ve doğrudan bellek erişimi (DMA) içeriyor. İletişim arayüzleri arasında evrensel asenkron alıcı-verici (UART), seri çevresel arayüz (SPI) ve entegre devre arayüzü (I2C) bulunuyor. Çok fonksiyonlu yazıcılar, fabrika robotları, klimalar ve çamaşır makineleri gibi elektromekanik uygulamalar için çipler, fırçasız DC motorları kontrol etmek üzere özel olarak yapılandırılmış gelişmiş programlanabilir motor sürücüsü (A-PMD) özelliğine sahip. Ayrıca, yerleşik kendi kendine teşhis fonksiyonları, sürekli çalışma ortamlarında fonksiyonel güvenlik gereksinimlerine uyumu sağlıyor.
Donanım Paketlemesi ve Ekosistem Desteği
Mikrodenetleyici serisi, değişen giriş/çıkış kısıtlamaları, fiziksel alan sınırlamaları ve montaj gereksinimlerini karşılamak üzere üç Düşük Profilli Dörtlü Düz Paket (LQFP) seçeneği sunuyor. Konfigürasyonlar arasında 64 pinli (10 mm × 10 mm, 0.5 mm aralıklı), 48 pinli (7 mm × 7 mm, 0.5 mm aralıklı) ve 44 pinli (10 mm × 10 mm, 0.8 mm aralıklı) paketler yer alıyor. Sistem değerlendirmesini ve yazılım entegrasyonunu desteklemek için donanım, ürün belgeleri, örnek yazılım ve Ortak Mikrodenetleyici Yazılım Arayüzü Standardı (CMSIS) uyumlu sürücülerle birlikte sunuluyor. Değerlendirme kartları ve geliştirme ortamları, prototip değerlendirmeden seri üretime geçişi desteklemek amacıyla Arm ekosistem ortaklarıyla koordineli olarak dağıtılıyor.
Pazardaki Konumu ve Rekabet
Gömülü sistemler pazarında, 32 bit Arm Cortex-M4 mimarilerinde 5 volt besleme yeteneklerinin entegrasyonu, endüstriyel motor sürücüleri ve büyük ev aletleri gibi yüksek elektromanyetik parazitli ortamları hedefliyor. Toshiba M4H serisi, NXP Kinetis KE1xF serisi ve Renesas RA4T1 grubu gibi diğer 5 volt toleranslı, motor kontrol odaklı mikrodenetleyicilerle doğrudan rekabet ediyor.
Bu donanım kategorisindeki kıyaslama, maksimum saat frekansı, entegre analogdan dijitale dönüştürücülerin (ADC'ler) çözünürlüğü ve donanım hızlandırmalı motor kontrol algoritmalarına odaklanıyor. Bazı rakipler, örneğin STMicroelectronics STM32G4 serisi, daha yüksek frekanslarda (170 MHz'e kadar) çalışırken ve 16 bit ADC'ler sunarken, Toshiba M4H, 120 MHz işlem hızını Gelişmiş Programlanabilir Motor Sürücüsü (A-PMD) ile dengeliyor. Bu özel çevre birimi donanımı, fırçasız DC (BLDC) motor komütasyon görevlerini merkezi işlemciden alıyor. Ayrıca, bu cihazlar için standart kıyaslama, IEC 60730 Sınıf B güvenlik standartlarına uyumu gerektiriyor ve otomatik makinelerde kritik arızaları önlemek için gerekli entegre bellek eşlik denetimleri ve kendi kendine teşhis rutinlerinin etkinliğini değerlendiriyor.
