회사 블로그 밍지아다 전자 부품 TI TMS5700914 안전 MCU: 듀얼 코어 락스텝 ASIL D 인증 및 모터 제어 주변 장치 심층 분석

소개:전기 서비스 스티어링, 브레이크 제어 및 전기 드라이브 인버터와 같은 안전 중요 응용 프로그램에서마이크로 컨트롤러의 기능 안전 수준과 실시간 제어 정확도는 시스템이 OEM 인증을 통과 할 수 있는지 여부를 직접 결정합니다.TI HerculesTM TMS570LS0914 (일반적으로TMS5700914), 이중 ARM Cortex-R4F 잠금 구조, TÜV SÜD 인증 ISO 26262 ASIL D / IEC 61508 SIL 3 준수 및 ePWM, eCAP, eQEP의 조합,그리고 이중 12비트 ADCs는 자동차 안전 전자 설계에 대한 시간 테스트 MCU 선택이되었습니다.밍자다 전자제품은 오래전부터TMS5700914APZQQ1(LQFP-100) 단위, 안전 비중이 높은 프로젝트에 안정적인 공급망 지원을 제공합니다.

I. 제품 위치: 안전에 중요한 실시간 제어용으로 설계된 HerculesTM MCU

TMS570LS0914는 TI의 Hercules TMS570 시리즈의 고성능 자동차 수준의 ARM Cortex-R 마이크로 컨트롤러에 속합니다. 일반 MCU와 달리,그 디자인 철학은 ′′컴퓨터 전력을 극대화하는 데 기반하지 않습니다.하지만 관리 가능한 오류에 의존합니다. CPU에서 메모리, 시계에서 주변 장치에 이르기까지 전체 데이터 경로는 진단 커버리지와 오류 대응 기능에 기반합니다.이 장치는 장애가 인체의 안전을 위협할 수 있는 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.따라서 기능 안전 구조의 완전성은 단순한 성능 매개 변수보다 더 중요합니다.

II. 핵심 기능: 잠금 단계 듀얼 코어 아키텍처, ECC 메모리 및 모터 제어 주변 매트릭스

2.1 듀얼 코르텍스-R4F 잠금 구조 및 ASIL D / SIL 3 인증

그 중 가장 중요한 것은TMS5700914∆의 기능적 안전은 두 개의 ARM Cortex-R4F CPU가 함께 작동합니다. 두 코어는 동일한 명령 스트림을 실행하고 하드웨어 비교가 지속적으로 출력을 비교합니다.오차가 발견되면이 아키텍처는 CPU와 RAM에 대한 내장 자율 테스트 (BIST), 플래시와 RAM 인터페이스에 대한 ECC와 결합하여전압 및 시계 모니터링, 칩에 있는 진단 사슬의 핵심입니다.

헤라클레스 TMS570LS0914는 TÜV SÜD 인증을 받았으며 ISO 26262 ASIL D 및 IEC 61508 SIL 3 요구 사항을 충족 할 수있는 능력을 입증했습니다.그리고 기능 안전 애플리케이션의 개발과 인증에 직접 지원할 수 있습니다.ASIL D를 충족시켜야 하는 시스템에서 이것은 이미 칩 수준에서 안전 정당화 작업의 상당 부분이 완료되었다는 것을 의미합니다.시스템 수준의 인증의 초기 부담을 크게 줄이는 것.

CPU 자체는 1.66 DMIPS/MHz의 처리 용량으로 8 단계 파이프 라인을 갖추고 있습니다.단일 및 이중 정밀 부동 소수점 단위 (FPU) 를 통합하고 최대 시스템 클럭 속도 160 MHz로 작동합니다., 안전과 실시간 성능의 균형을 맞추는

2.2 ECC와 아날로그 EEPROM을 갖춘 메모리 서브시스템

메모리 구성은 안전에 중요한 데이터의 무결성 요구 사항을 직접 다루고 있습니다.

프로그램 코드 저장용 ECC 보호 플래시 1 MB

128 KB의 ECC 보호된 RAM을 실행 시간 데이터에 사용해야 합니다.

64 KB의 플래시는 아날로그 EEPROM로 사용되며, 또한 ECC 보호가 적용되며, 고도로 신뢰할 수 있는 비휘발성 저장장치인 캘리브레이션 매개 변수 및 오류 코드 등의 정보를 저장할 수 있습니다.

모든 3개의 메모리 영역은 ECC에 의해 완전히 보호되며, 작동 중에 단비트 오류를 수정하고, 이중비트 오류를 감지하여 안전 대응을 활성화 할 수 있습니다.따라서 외부 EEPROM 또는 추가 오류 수정 회로와 관련된 보드 수준의 복잡성을 피합니다..

2.3 엔진 제어용 타이머와 ADC 조합

의TMS5700914이 실시간 제어 주변 장치 구성은 안전에 중요한 MCU를 위해 명확하게 조정됩니다.

7개 향상된 PWM (ePWM) 모듈: 매우 낮은 CPU 오버헤드로 복잡한 펄스 너비 변조 파형 생성 지원; 모듈은 시간 기반을 동기화하고 N2HET와 상호 작용할 수 있다.ePWM는 과류 또는 과전압과 같은 결함 조건에서 PWM 출력을 빠르게 비활성화하는 트립-존 보호 입력 기능을 갖추고 있습니다., 전력 스테이지에 손상을 방지합니다.

2 차세대 고급 타이머 (N2HET): N2HET1은 32 개의 프로그래밍 채널을 제공하지만 N2HET2는 18 개의 채널을 제공합니다.각 N2HET에는 하드웨어 각도 생성기와 전용 전송 장치 (HTU) 가 있습니다., 그들은 엄격한 타이밍 정확성 요구 사항과 작업에 적합합니다. 예를 들어, 리소더 해독 및 PWM 생성.

6개의 강화된 캡처 (eCAP) 모듈과 2개의 강화된 쿼드레이터 인코더 (eQEP) 모듈: 외부 이벤트 시간표와 모터 로터 위치 피드백을 캡처하는 데 사용됩니다.

듀얼 12비트 멀티 버퍼 ADC: ADC1는 24개의 채널을 제공하며, ADC2는 16개의 채널을 제공하며, 총 64개의 결과 버퍼를 제공하며, 16개의 채널을 공유한다.ePWM 모듈은 ADC 샘플링을 유발하기 위해 SOCA/SOCB 신호를 직접 생성할 수 있습니다., PWM와 샘플링 사이의 하드웨어 수준의 동기화를 달성하고 소프트웨어 지연으로 인한 샘플링 타이밍 오차를 제거합니다.

2.4 통신 인터페이스 및 패키지 옵션

이 장치는 세 개의 CAN 컨트롤러 (DCAN) 를 통합하고, 각각 64 개의 패리티 보호 메시지 큐가 장착되어 있으며 CAN 2.0A/B와 호환됩니다. 또한 I2C, 멀티 버퍼 SPI (MiDSPI),표준 SPI, 그리고 LIN 2.1 지원과 UART/SCI 인터페이스.TMS5700914APZQQ1100pin LQFP (14×14) 로 AEC-Q100 자동차 표준을 준수하고 40°C에서 +125°C의 온도 범위 내에서 작동합니다.

III. 전형적인 응용 시나리오

3.1 전기 조력 스티어링 (EPS)

EPS 애플리케이션에서 MCU에 대한 핵심 요구 사항은TMS5700914- lockstep 듀얼 코어 아키텍처와 BIST 메커니즘은 스티어링 제어 루프에서 지속적인 자기 진단 커버리지를 제공합니다. eQEP 인터페이스는 로터 위치를 읽습니다.ePWM가 3단계 인버터 브릿지를 구동합니다.; 이중 ADC는 동기화 단계 전류 샘플링; 그리고 트립-존은 급격히 이상 경우 전력 단계를 종료. TI는 이 장치의 주요 목표 응용 프로그램으로 EPS를 나열,이는 안전 구조와 모터 제어 주변 장치의 조합을 증명합니다..

3.2 제동 시스템 (ABS/ESC)

ABS와 ESC는 바퀴 속도 획득, 미끄러짐 속도 계산, 소레노이드 밸브 드라이브를 밀리 초 이내에 완료해야합니다.TMS5700914이 eCAP 모듈은 바퀴 속도 센서 펄스를 정확하게 캡처합니다. CAN 인터페이스는 차량 네트워크와 브레이킹 명령을 교환합니다. N2HET는 플렉서블하게 소레노이드 밸브 드라이브 시퀀스를 생성합니다.그리고 잠금 구조는 극단적인 운영 조건에서 제어 명령어의 신뢰성을 보장합니다..

3.3 HEV/EV 인버터 및 배터리 관리 시스템 (BMS)

전기 드라이브 인버터에서 ePWM 정전 제어, 트립-존 하드웨어 보호 및 ADC 동기 샘플링은 전력 스테이지에 대한 폐쇄 루프 안전 제어 시스템을 형성합니다. BMS에서,장치의 1 MB 플래시 및 64 KB 아날로그 EEPROM은 제어 알고리즘과 배터리 캘리브레이션/실패 데이터를 저장합니다.각각 ECC 보호가 전체에 있습니다. CAN 인터페이스는 차량 컨트롤러와 배터리 슬레이브 노드와 통신을 처리합니다.

3.4 첨단 운전자 보조 시스템 및 산업/항공 우주 안전 제어

의TMS5700914또한 고급 운전자 보조 시스템 (ADAS) 과 항공우주, 철도 통신,경전용 차량이러한 시나리오에서, 장치는 극단적인 AI 컴퓨팅 능력을 제공하지 않고, 오히려 인증 가능한 안전 제어 기반을 제공합니다.

IV. 밍기다 전자제품 공급 정보

밍지아다 일렉트로닉스 (센젠 밍지아다 일렉트로닉스 컴퍼니, 리미티드) 는 오랫동안 TI 즈 헤라클레스 TMS570LS0914 시리즈 안전 마이크로 컨트롤러를 공급해 왔습니다. 주요 모델은TMS5700914APZQQ1(100-LQFP) 는 EPS, ABS/ESC, 전기 드라이브 인버터, BMS 및 안전에 중요한 산업 제어 장치와 같은 설계 애플리케이션에 적합한 완전히 새롭고 정품, 재고 장치로 제공됩니다.의 재고 상태에 대해 문의하기 위해TMS5700914또는 대용량 요금을 요청하면 Mingjiada 공식 웹 사이트를 통해 제품 라인 팀과 연락하십시오.

요약:TI의 핵심 값TMS5700914그것은 얼마나 빨리 실행되는지 아니라 오류를 용인하고 통제를 유지하는 능력에 있습니다. 듀얼 코르텍스-R4F 잠금 작업, 풀 링크 ECC, TÜV SÜD ASIL D / SIL 3 인증,그리고 ePWM + eQEP + 이중 ADC를 갖춘 모터 제어 주변 매트릭스, 그것은 EPS, 브레이킹 및 전기 구동 시스템과 같은 안전 중요 응용 프로그램에서 칩에서 시스템으로 인증 가능한 신뢰성을 제공합니다.TMS5700914APZQQ1실제 재고 제품으로, 안전에 중요한 프로젝트가 설계 검증에서 대량 생산에 이르는 공급망 장애물을 극복하는 데 도움이 됩니다.

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