وبلاگ شرکت در مورد TI AM2432BSFFHIALVR 800MHz دو هسته ای ARM Cortex-R5F مبتنی بر MCU با ارتباطات صنعتی

شركت Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. تهيه و بازيافت تاييAM2432BSFFHIALVR800MHz دو هسته ای ARM Cortex-R5F معماری MCU، که از ارتباطات صنعتی پشتیبانی می کند.

سازمان اطلاعاتAM2432BSFFHIALVRیک میکروکنترلر با کارایی بالا (MCU) است که برای بخش اتوماسیون صنعتی طراحی شده است. در اطراف معماری دو هسته ای ARM Cortex-R5F 800MHz متمرکز شده است.آن را ترکیب قابلیت های پردازش قدرتمند در زمان واقعی با ثروت از توابع ارتباطات صنعتیاین دستگاه به طور خاص برای سناریوهای صنعتی که نیاز به ترکیبی از کنترل در زمان واقعی و ارتباطات با سرعت بالا دارند، طراحی شده است و یکی از اجزای اصلی کنترل در زمینه های صنعت 4 است.0 و تولید هوشمند.

I. معماری اصلی و مزایای عملکردAM2432BSFFHIALVR

رقابت اصلی AM2432BSFFHIALVR ناشی از طراحی معماری دو هسته ای ARM Cortex-R5F با عملکرد بالا است.این معماری به طور خاص برای سناریوهای کنترل زمان واقعی بهینه شده است.; همراه با فرکانس عملیاتی 800MHz، می تواند به طور موثر الگوریتم های کنترل پیچیده و وظایف انتقال داده با سرعت بالا را در محیط های صنعتی انجام دهد.تعادل قدرت محاسباتی با پاسخ در زمان واقعی.

به طور خاص، از یک طراحی خوشه ای دو هسته ای ARM Cortex-R5F استفاده می کند که از حالت های عملیاتی دو هسته ای و تک هسته ای پشتیبانی می کند تا به طور انعطاف پذیر با وظایف پیچیده متفاوت سازگار شود:در عملیات تک هسته ای، هر خوشه 128 کیلو بایت حافظه فشرده (TCM) اختصاص داده شده است، دسترسی سریع به دستورالعمل ها و داده های اصلی را تضمین می کند؛ در حالت دو هسته،128KB TCM در هر خوشه به طور مساوی بین دو هسته R5F توزیع می شود، با هر هسته دریافت 64KB از TCM، امکان پردازش موازی و تعادل بار.هر هسته R5F مجهز به یک حافظه حافظه حافظه 32 کیلو بایت (I-Cache) و یک حافظه حافظه 32 کیلو بایت (D-Cache) است.تمام حافظه از عملکرد SECED ECC (اصلاح خطا واحد، تشخیص خطا دوگانه) پشتیبانی می کند، که به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان ذخیره سازی و انتقال داده را افزایش می دهد.و جلوگیری از خطاهای داده ناشی از تداخل سیگنال در محیط های صنعتی پیچیده.

علاوه بر معماری هسته ای،AM2432BSFFHIALVRیک واحد MCU واحد هسته ای ARM Cortex-M4F را که در سرعت 400 MHz کار می کند، که قادر به انجام وظایف مربوط به ایمنی عملکردی به صورت مستقل است، ادغام می کند. این دستگاه به صورت جداگانه از هسته های Cortex-R5F کار می کند.افزایش بیشتر ایمنی و ثبات سیستماز نظر گسترش حافظه، دارای حداکثر 2MB RAM در تراشه (OCS RAM) است که می تواند به حداکثر هشت بانک حافظه مستقل در افزایش 256KB تقسیم شود.هر بانک حافظه می تواند به یک هسته مختلف اختصاص داده شود، تسهیل پارتیشن و مدیریت وظایف نرم افزار؛ همچنین دارای یک زیرسیستم DDR (DDRSS) است که از انواع حافظه LPDDR4 و DDR4 پشتیبانی می کند. با یک بس داده 16 بیتی و ECC در خط،از سرعت انتقال داده تا 1600 MT/s پشتیبانی می کند.، پاسخگویی به نیازهای ذخیره سازی و بازیابی داده های با سرعت بالا در کاربردهای صنعتی.

II. قابلیت های جامع پشتیبانی از ارتباطات صنعتیAM2432BSFFHIALVR

یکی از برجسته ترین ویژگی های TI AM2432BSFFHIALVR قابلیت های ارتباطی صنعتی انعطاف پذیر و قدرتمند آن است.استفاده از دو زیرسیستم ارتباطات صنعتی گگابیت (PRU_ICSSG)، به طور جامع از پروتکل های ارتباطی صنعتی اصلی پشتیبانی می کند، با نیازهای مختلف شبکه اتوماسیون صنعتی سازگار می شود و موانع ارتباطی بین دستگاه ها را از بین می برد.

درAM2432BSFFHIALVRپشتیبانی از یک پشته پروتکل ارتباطی صنعتی کامل، از جمله اهداف EtherCAT، دستگاه های PROFINET، آداپتورهای EtherNet/IP و کنترل کننده های IO-Linkامکان یکپارچه سازی با شبکه های صنعتی اترنت و شبکه های میدان برای دستیابی به اتصال موثر بین دستگاه ها و تجهیزات صنعتی مانند PLC، کامپیوترهای صنعتی و ماژول های I/O از راه دور. به ویژه زیر سیستم PRU_ICSSG همچنین از پروتکل های انتقال گیگابیت و شبکه حساس به زمان (TSN) پشتیبانی می کند.با حفظ سازگاری عقب با 10/100Mb PRU-ICSSاین تعادل انتقال با سرعت بالا با الزامات سازگاری را ایجاد می کند، و آن را برای سناریوهای صنعتی که نیاز به دقت زمان بالا دارند، مناسب می کند.از جمله محرک های servo چند محوری و کنترل مشترک روبات های صنعتی.

علاوه بر این، زیرسیستم PRU_ICSSG طیف گسترده ای از رابط های ارتباطی را ارائه می دهد، از جمله یک رابط UART سازگار با 16550، یک فیلتر اعشار Σ-Δ و یک رابط کدگذاری مطلق.رابط UART مجهز به یک ساعت اختصاصی 192 MHz است، پشتیبانی از ارتباطات 12 Mbps PROFIBUS، در نتیجه گسترش بیشتر دامنه سازگاری ارتباطات صنعتی.دستگاه دارای یک زیرسیستم حرکت داده (DMSS) داخلی است.، شامل ماژول هایی مانند Block Copy DMA (BCDMA) و Packet DMA (PKTDMA) ، برای امکان انتقال داده با سرعت بالا و تاخیر پایین بین دستگاه های محیطی مختلف و حافظه،در نتیجه تضمین عملکرد و کارایی ارتباطات صنعتی در زمان واقعی.

3قابلیت اطمینان و ایمنی صنعتیAM2432BSFFHIALVR

به عنوان یک MCU درجه صنعتی، TI AM2432BSFFHIALVR به طور جامع برای قابلیت اطمینان و ایمنی بهینه شده است، که این امکان را به آن می دهد تا در محیط های عملیاتی صنعتی سخت مقاومت کند.محدوده دمای عملیاتی آن از -40°C تا 125°C می باشد، که این امکان را به آن می دهد که در شرایط شدید مانند دمای بالا و پایین و نوسانات رطوبت که معمولا در محیط های صنعتی یافت می شود، مقاومت کند.استفاده از یک بسته FCBGA (ALV) 441 پین با ابعاد 17.2 میلی متر × 17.2 میلی متر و فاصله 0.8 میلی متر ، قابلیت های بسیار خوبی برای از بین بردن حرارتی و ضد تداخل را ارائه می دهد و نیازهای ثبات دستگاه های درجه صنعتی را برآورده می کند.

از نظر ویژگی های امنیتی،AM2432BSFFHIALVRیک کنترل کننده امنیتی مدیریت دستگاه (DMSC-L) را ادغام می کند. به عنوان یک کنترل کننده سیستم SoC متمرکز، خدمات سیستم مانند بوت اولیه، حفاظت از امنیت،و ساعت / تنظیم مجدد / مدیریت انرژی. این با واحدهای پردازش مختلف از طریق یک مدیر پیام برای بهینه سازی مصرف برق و عملکرد دستگاه های محیطی استفاده نشده ارتباط برقرار می کند.همچنین از راه اندازی امن و Root of Trust (RoT) با استفاده از سخت افزار پشتیبانی می کند.، که امکان حفاظت از تصرف، حفاظت از مالکیت خصوصی و حفاظت از بازگشت را فراهم می کند. مجهز به یک پردازنده امنیتی برای مدیریت کلید و امنیت،از شتابگذاری رمزگذاری AES (128/192/256-bit) و SHA2 (224/256/384/512-bit) پشتیبانی می کند.، تضمین امنیت انتقال و ذخیره سازی داده های صنعتی و محافظت در برابر حملات مخرب و نقض داده ها.

IV.AM2432BSFFHIALVRمدیریت سیستم و حمایت از توسعه

AM2432BSFFHIALVR شامل توابع جامع مدیریت سیستم است.زیرسیستم همگام سازی زمان شامل یک ماژول همگام سازی زمان پلت فرم مرکزی (CPTS) و یک مدیر تایمر با 1،024 تایمر. در ارتباط با همگام سازی زمان و مقایسه رویداد قطع روتر، آن را قادر به همگام سازی زمان با دقت بالا،پاسخگویی به الزامات دقت زمان برای کنترل هماهنگ چند دستگاه در سناریوهای صنعتیهمچنین از چندین روش بوت پشتیبانی می کند، از جمله OSPI / QSPI فلش، SPI فلش، فلش موازی NOR / NAND، UART، I2C و سایر رابط ها،برای پاسخگویی به الزامات استفاده از کاربردهای مختلف صنعتی.

برای کاهش موانع توسعه، TI کیت توسعه نرم افزار MCU-PLUS-SDK-AM243X را ارائه می دهد که شامل نرم افزار پایه، درایورها، نمونه های برنامه و آزمایش های معیار است. It supports both FreeRTOS and non-RTOS systems and can work seamlessly with the Code Composer Studio (CCSTUDIO) integrated development environment and the SysConfig configuration tool to rapidly generate system initialisation code، در نتیجه چرخه توسعه برای برنامه های کاربردی صنعتی کوتاه می شود. علاوه بر این، SDK های ارتباطات صنعتی و SDK های کنترل موتور ارائه می شود.به ترتیب برای توسعه پروتکل ارتباطات صنعتی و سناریوهای کنترل موتور بهینه شده است، بهبود بیشتر کارایی توسعه.

V. سناریوهای کاربردی معمولی برایAM2432BSFFHIALVR

با تشکر از پردازش زمان واقعی با کارایی بالا، پشتیبانی گسترده از ارتباطات صنعتی و قابلیت اطمینان صنعتی،TI AM2432BSFFHIALVR به طور گسترده ای در سناریوهای مختلف اتوماسیون صنعتی استفاده می شود، که عمدتا شامل:

- محرک ها و کنترل سرو: قادر به مدیریت حلقه های کنترل سختگیرانه موجود در محرک های سرو و پشتیبانی از کنترل همزمان چند محور است که آن را برای موتورهای صنعتی مناسب می کند.سیستم های سرو و تجهیزات مشابه;

- کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLCs): به عنوان هسته کنترل، چندین پروتکل صنعتی را پردازش می کند تا کنترل متمرکز و برنامه ریزی تجهیزات صنعتی را امکان پذیر کند.

- ماژول های I/O از راه دور: امکان جمع آوری و کنترل داده ها در زمان واقعی برای I/O توزیع شده، پاسخگویی به نیازهای انتشار توزیع شده سایت های صنعتی؛

- ربات های صنعتی: از کنترل حرکت چند محوری و ادغام داده های سنسور پشتیبانی می کند، مناسب برای ربات های صنعتی همکاری، ربات های متحرک و تجهیزات مشابه است.

- دروازه های نظارت بر وضعیت: داده های وضعیت عملیاتی را در زمان واقعی از تجهیزات صنعتی جمع آوری می کند تا نظارت بر وضعیت تجهیزات و نگهداری پیش بینی شده را امکان پذیر کند.

- ماژول های ارتباطی صنعتی: به عنوان هسته ارتباطی عمل می کنند، تبدیل پروتکل و انتقال داده بین دستگاه ها و شبکه های مختلف صنعتی را تسهیل می کنند.

خلاصه ازAM2432BSFFHIALVR

خلاصه، TI AM2432BSFFHIALVR، که بر اساس معماری دو هسته ای Cortex-R5F با عملکرد بالا متمرکز شده است، قابلیت های ارتباطی صنعتی جامع را ادغام می کند،قابلیت اطمینان صنعتی و حمایت قوی از توسعهآن را به طور کامل به زمان واقعی کنترل و ارتباطات با سرعت بالا از بخش اتوماسیون صنعتی مناسب، ارائه یک کارآمد،راه حل کنترل هسته ای پایدار و امن برای تجهیزات هوشمند تولید در صنعت 4. دوران صفر