وبلاگ شرکت در مورد مینجیادا الکترونیک تامین کننده MCU ایمنی TI TMS5700914: تجزیه و تحلیل عمیق گواهینامه ASIL D قفل دو هسته ای و لوازم جانبی کنترل موتور

مقدمه: در کاربردهای حیاتی ایمنی مانند فرمان برقی، کنترل ترمز و اینورترهای درایو الکتریکی، سطح ایمنی عملکردی و دقت کنترل بلادرنگ میکروکنترلرها مستقیماً تعیین کننده این است که آیا یک سیستم می‌تواند گواهینامه OEM را دریافت کند یا خیر. TI Hercules™ TMS570LS0914 (که معمولاً به آن TMS5700914) گفته می‌شود، با معماری دوگانه ARM Cortex-R4F قفل شده، انطباق با ISO 26262 ASIL D / IEC 61508 SIL 3 تأیید شده توسط TÜV SÜD، و ترکیبی از ePWM، eCAP، eQEP و ADCهای دوگانه 12 بیتی، به یک انتخاب میکروکنترلر اثبات شده برای طراحی الکترونیک ایمنی خودرو تبدیل شده است. الکترونیک Mingjiada مدت‌هاست که واحدهای اصلی و موجود TMS5700914APZQQ1 (LQFP-100) را عرضه می‌کند و پشتیبانی پایدار زنجیره تامین را برای پروژه‌های حیاتی ایمنی فراهم می‌آورد.

I. موقعیت محصول: میکروکنترلر Hercules™، طراحی شده برای کنترل بلادرنگ حیاتی ایمنی

TMS570LS0914 متعلق به سری Hercules TMS570 TI از میکروکنترلرهای ARM Cortex-R با کارایی بالا و درجه خودرو است. برخلاف میکروکنترلرهای عمومی، فلسفه طراحی آن بر اساس "حداکثر کردن قدرت محاسباتی" نیست، بلکه بر اساس "شکست قابل مدیریت" است: از CPU گرفته تا حافظه، از کلاک گرفته تا لوازم جانبی، کل مسیر داده بر اساس پوشش تشخیصی و قابلیت‌های پاسخ به خطا ساخته شده است. این دستگاه برای کاربردهایی در نظر گرفته شده است که خرابی می‌تواند ایمنی انسان را به خطر بیندازد؛ بنابراین، کامل بودن معماری ایمنی عملکردی آن مهم‌تر از پارامترهای صرف عملکرد است.

II. ویژگی‌های اصلی: معماری دو هسته‌ای قفل شده، حافظه ECC و ماتریس لوازم جانبی کنترل موتور

2.1 معماری دوگانه Cortex-R4F قفل شده و گواهینامه ASIL D / SIL 3

سنگ بنای ایمنی عملکردی TMS5700914، پردازنده‌های دوگانه ARM Cortex-R4F آن است که به صورت قفل شده کار می‌کنند: هر دو هسته جریان دستورالعمل یکسانی را اجرا می‌کنند و مقایسه‌کننده‌های سخت‌افزاری به طور مداوم خروجی‌های آن‌ها را مقایسه می‌کنند؛ در صورت تشخیص انحراف، یک پاسخ در سطح سیستم از طریق ماژول سیگنال‌دهی خطا فعال می‌شود. این معماری، همراه با تست خودکار داخلی (BIST) برای CPU و RAM، ECC برای رابط‌های Flash و RAM، و نظارت بر ولتاژ و کلاک، هسته زنجیره تشخیصی روی تراشه را تشکیل می‌دهد.

Hercules TMS570LS0914 گواهینامه TÜV SÜD را دریافت کرده است، که توانایی آن را در برآورده کردن الزامات ISO 26262 ASIL D و IEC 61508 SIL 3 نشان می‌دهد و می‌تواند مستقیماً از توسعه و صدور گواهینامه برنامه‌های ایمنی عملکردی پشتیبانی کند. برای سیستم‌هایی که ملزم به رعایت ASIL D هستند، این بدان معناست که بخش قابل توجهی از کار توجیه ایمنی در سطح تراشه قبلاً انجام شده است و بار اولیه صدور گواهینامه در سطح سیستم را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

خود CPU دارای یک خط لوله 8 مرحله‌ای با ظرفیت پردازش 1.66 DMIPS/MHz است. این پردازنده واحدهای ممیز شناور تک و دوگانه (FPU) را ادغام می‌کند و با حداکثر سرعت کلاک سیستم 160 مگاهرتز کار می‌کند و تعادلی بین ایمنی و عملکرد بلادرنگ برقرار می‌کند.

2.2 زیرسیستم حافظه با ECC و EEPROM آنالوگ

پیکربندی حافظه مستقیماً الزامات یکپارچگی داده‌های حیاتی ایمنی را برآورده می‌کند:

1 مگابایت حافظه فلش محافظت شده با ECC برای ذخیره کد برنامه؛

128 کیلوبایت حافظه RAM محافظت شده با ECC برای داده‌های زمان اجرا؛

64 کیلوبایت حافظه فلش که به عنوان EEPROM آنالوگ استفاده می‌شود، همچنین با حفاظت ECC، مناسب برای ذخیره اطلاعاتی که نیاز به ذخیره‌سازی غیرفرار بسیار قابل اعتماد دارند، مانند پارامترهای کالیبراسیون و کدهای خطا.

هر سه ناحیه حافظه به طور کامل توسط ECC محافظت می‌شوند و امکان تصحیح خطاهای تک بیتی در حین کار و تشخیص خطاهای دو بیتی و فعال کردن پاسخ‌های ایمنی را فراهم می‌کنند و در نتیجه از پیچیدگی سطح برد مرتبط با EEPROMهای خارجی یا مدارهای اضافی تصحیح خطا جلوگیری می‌شود.

2.3 ترکیب تایمر و ADC برای کنترل موتور

لیست کاربردهای TMS5700914 به طور مشخص برای میکروکنترلرهای حیاتی ایمنی طراحی شده است:

7 ماژول PWM پیشرفته (ePWM): پشتیبانی از تولید شکل موج مدولاسیون عرض پالس پیچیده با سربار CPU بسیار کم؛ ماژول‌ها می‌توانند پایه‌های زمانی خود را همگام‌سازی کرده و با N2HET همکاری کنند. ePWM دارای ورودی حفاظت Trip-Zone است که در شرایط خطا مانند جریان بیش از حد یا ولتاژ بیش از حد، خروجی PWM را به سرعت غیرفعال می‌کند و از آسیب به مرحله قدرت جلوگیری می‌کند.

2 تایمر پیشرفته نسل بعدی (N2HET): N2HET1 دارای 32 کانال قابل برنامه‌ریزی است، در حالی که N2HET2 دارای 18 کانال است. هر N2HET مجهز به یک مولد زاویه سخت‌افزاری و یک واحد انتقال اختصاصی (HTU) است که آن‌ها را برای وظایفی با الزامات دقت زمان‌بندی دقیق، مانند رمزگشایی روتور و تولید PWM، مناسب می‌سازد.

6 ماژول‌های ضبط پیشرفته (eCAP) و 2 ماژول رمزگذار چهارگانه پیشرفته (eQEP): برای ثبت زمان رویدادهای خارجی و بازخورد موقعیت روتور موتور استفاده می‌شوند.

ADCهای دوگانه 12 بیتی چند بافره: ADC1 دارای 24 کانال، ADC2 دارای 16 کانال، با 16 کانال مشترک، برای مجموع 64 بافر نتیجه با حفاظت پارتیتی است. ماژول ePWM می‌تواند مستقیماً سیگنال‌های SOCA/SOCB را برای فعال کردن نمونه‌برداری ADC تولید کند و همگام‌سازی در سطح سخت‌افزار بین PWM و نمونه‌برداری را به دست آورد و انحرافات زمان‌بندی نمونه‌برداری ناشی از تأخیر نرم‌افزار را حذف کند.

2.4 رابط‌های ارتباطی و گزینه‌های بسته‌بندی

این دستگاه سه کنترلر CAN (DCAN) را ادغام می‌کند که هر کدام مجهز به 64 صف پیام محافظت شده با پارتیتی هستند و با CAN 2.0A/B سازگارند. همچنین رابط‌های I²C، SPI چند بافره (MiDSPI)، SPI استاندارد و UART/SCI با پشتیبانی از LIN 2.1 را ارائه می‌دهد. از نظر بسته‌بندی، TMS5700914APZQQ1 یک LQFP 100 پین (14×14) است که با استانداردهای خودرو AEC-Q100 مطابقت دارد و در محدوده دمایی 40- درجه سانتی‌گراد تا +125 درجه سانتی‌گراد کار می‌کند.

III. سناریوهای کاربرد معمول

3.1 فرمان برقی (EPS)

الزامات اصلی برای یک میکروکنترلر در کاربردهای EPS "دقت کنترل گشتاور + شکست قابل پیش‌بینی" است. معماری دو هسته‌ای قفل شده و مکانیزم BIST TMS5700914 پوشش خودتشخیصی مداوم را در حلقه کنترل فرمان فراهم می‌کند؛ رابط eQEP موقعیت روتور را می‌خواند؛ ePWM پل اینورتر سه فاز را هدایت می‌کند؛ ADCهای دوگانه به طور همزمان جریان فاز را نمونه‌برداری می‌کنند؛ و Trip-Zone در صورت بروز ناهنجاری، مرحله قدرت را به سرعت خاموش می‌کند. TI، EPS را به عنوان اولین برنامه هدف برای این دستگاه فهرست می‌کند که گواهی بر ترکیب معماری ایمنی و لوازم جانبی کنترل موتور آن است.

3.2 سیستم ترمز (ABS / ESC)

ABS و ESC نیاز به کسب سرعت چرخ، محاسبه نرخ لغزش و درایو شیر برقی دارند که باید در عرض میلی‌ثانیه تکمیل شوند. ماژول eCAP TMS5700914 پالس‌های سنسور سرعت چرخ را به دقت ثبت می‌کند؛ رابط CAN دستورات ترمز را با شبکه خودرو مبادله می‌کند؛ N2HET به طور انعطاف‌پذیر توالی‌های درایو شیر برقی را تولید می‌کند؛ و معماری قفل شده، قابلیت اطمینان دستورات کنترلی را تحت شرایط عملیاتی شدید تضمین می‌کند.

3.3 اینورترهای HEV/EV و سیستم‌های مدیریت باتری (BMS)

در اینورترهای درایو الکتریکی، کنترل زمان مرده ePWM، حفاظت سخت‌افزاری Trip-Zone و نمونه‌برداری همزمان ADC یک سیستم کنترل ایمنی حلقه بسته برای مرحله قدرت را تشکیل می‌دهند. در BMS، حافظه فلش 1 مگابایتی و EEPROM آنالوگ 64 کیلوبایتی دستگاه به ترتیب الگوریتم‌های کنترل و داده‌های کالیبراسیون/خطای باتری را با حفاظت ECC در سراسر ذخیره می‌کنند. رابط CAN ارتباط با کنترلر خودرو و گره‌های زیرمجموعه باتری را مدیریت می‌کند.

3.4 سیستم‌های پیشرفته کمک راننده و کنترل ایمنی صنعتی/هوافضا

لیست کاربردهای TMS5700914 همچنین شامل سیستم‌های کمک راننده پیشرفته (ADAS) و بخش‌هایی با الزامات ایمنی عملکردی صریح، مانند هوافضا، ارتباطات ریلی و وسایل نقلیه خارج از جاده است. در این سناریوها، دستگاه قدرت محاسباتی هوش مصنوعی فوق‌العاده‌ای را ارائه نمی‌دهد، بلکه یک پایه کنترل ایمنی قابل صدور گواهینامه را فراهم می‌کند.

IV. اطلاعات تامین الکترونیک Mingjiada

الکترونیک Mingjiada (Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.) مدت‌هاست که میکروکنترلرهای ایمنی سری Hercules TMS570LS0914 TI را عرضه می‌کند. مدل‌های کلیدی شامل TMS5700914APZQQ1 (100-LQFP) است که به صورت کاملاً نو، اصلی و موجود برای کاربردهای طراحی مانند EPS، ABS/ESC، اینورترهای درایو الکتریکی، BMS و کنترل‌های صنعتی حیاتی ایمنی در دسترس است. برای استعلام وضعیت موجودی TMS5700914 یا درخواست قیمت عمده، لطفاً از طریق وب‌سایت رسمی Mingjiada با تیم خط محصول تماس بگیرید.

خلاصه: ارزش اصلی TI TMS5700914 نه در "سرعت اجرای آن"، بلکه در "توانایی آن در تحمل خطا و حفظ کنترل" نهفته است. با عملکرد دوگانه Cortex-R4F قفل شده، ECC کامل، گواهینامه TÜV SÜD ASIL D / SIL 3، و ماتریس لوازم جانبی کنترل موتور شامل ePWM + eQEP + ADCهای دوگانه، قابلیت اطمینان قابل صدور گواهینامه را از تراشه تا سیستم در کاربردهای حیاتی ایمنی مانند EPS، ترمز و سیستم‌های درایو الکتریکی ارائه می‌دهد. الکترونیک Mingjiada TMS5700914APZQQ1 را به عنوان محصولات اصلی و موجود عرضه می‌کند و به پروژه‌های حیاتی ایمنی در غلبه بر موانع زنجیره تامین از تأیید طراحی تا تولید انبوه کمک می‌کند.

برچسب‌ها: TMS5700914APZQQ1, TMS5700914APZQQ, TMS5700914APZQ, TMS5700914APZ, TMS5700914AP, TMS5700914A, TMS5700914