Diseño industrial y control del motor mediante FPGAs SoC

- Dec 03, 2018-

Diseño industrial y control del motor mediante FPGAs SoC

Hay varios factores a considerar al seleccionar un dispositivo en un sistema industrial, incluyendo: rendimiento, costo de ingeniería cambios, tiempo de mercado, habilidades del personal, la posibilidad de reutilización IP existentes y las bibliotecas, el costo de mejoras de campo y bajo consumo de energía. bajo costo.

Novedades en el mercado industrial han impulsado la necesidad de altamente integrado de alto rendimiento, dispositivos FPGA de bajo consumo. Los diseñadores prefieren comunicaciones de red en lugar de comunicaciones peer-to-peer, que significa controladores adicionales pueden ser necesarios para la comunicación, que indirectamente aumenta costo BOM, el tamaño del tablero y costes NRE (una sola vez costo de ingeniería).

Costo total de propiedad se utiliza para analizar y estimar el costo de ciclo de vida de la adquisición. Es un conjunto extendido de todos relacionados con el diseño directo y costos indirectos, incluyendo costos de ingeniería, instalación y mantenimiento, de la cuenta de costos de materiales (BOM) y costes NRE (R&D), etcetera. Por considerando factores de nivel de sistema, es posible minimizar el costo total de propiedad, dando como resultado una rentabilidad sostenible a largo plazo.

Microsemi ofrece dispositivos de SoCFPGA de SmartFusion2 con microcontroladores ARM Cortex-M3 Hard-Core y la integración de IP en un paquete de coste optimizado con características que reducen tamaño de junta y MAT. Con bajo consumo de energía y un amplio rango de temperaturas, estos dispositivos funcionan con fiabilidad en condiciones extremas sin un ventilador. La arquitectura de la FPGA de SoC SmartFusion2 integra un núcleo ARMCortex-M3IP con la tela de la FPGA para una mayor flexibilidad de diseño y menor tiempo al mercado. Microsemi ofrece un ecosistema de múltiples diseños de referencia de control motor multi-ejes y IP para desarrollo de algoritmos de control del motor, lo que es más fácil pasar de soluciones multiprocesadores a soluciones de dispositivo único (es decir SoCFPGAs).

Factores que afectan la TCO

Los siguientes son algunos de los factores que afectan el sistema TCO.

(1) ciclo de vida largo. FPGAs pueden ser reprogramados después de la implementación en el campo, que se extiende el ciclo de vida del producto, permitiendo que los diseñadores se centran en el desarrollo de nuevos productos y lograr más rápido al mercado.

(2) MAT. FPGAs flash-basado del Micron no requieren un inicio de baile o flash MCU para cargar el FPGA en el encendido, son dispositivos de nivel de cero no volátil/encendido instantáneo. A diferencia de los dispositivos FPGA basados en SRAM, FPGAs flash-basado de Microsemi no requieren a un monitor adicional de encendido porque interruptores flashes no cambia con el voltaje.

(3) tiempo de mercado. Intensa competencia entre los fabricantes requiere urgentemente más diferenciación de producto y el tiempo más rápido al mercado. Probado IP módulos de disminuir considerablemente el tiempo de diseño. Ahora es posible ofrecer varios módulos IP para la construcción de soluciones industriales, mientras más módulos se encuentran en desarrollo. Otra ventaja única que SoC demuestra es que puede utilizarse para depurar los diseños de la FPGA. Para depurar el diseño FPGA, el subsistema del microcontrolador se puede utilizar para extraer información de la FPGA a través de una interfaz de alta velocidad para la depuración.

(4) costos de la herramienta de ingeniería. Contrario al concepto caro de herramientas de desarrollo de FPGA, Microsemi ofrece una LiberoSoCIDE libre para el desarrollo de FPGA que paga solamente en el desarrollo de dispositivos de gama alta.

Sistema de transmisión industrial

El sistema industrial consiste en un dispositivo de control del motor que contiene la lógica y la lógica de protección que impulsa el inversor y un dispositivo de comunicación que permite el control de supervisión inicializar y modificar los parámetros de tiempo de ejecución.

En un sistema de impulsión típica (Figura 1), múltiples dispositivos de control se pueden utilizar para implementar la lógica de la unidad. Un dispositivo puede realizar cálculos relacionados con algoritmos de control del motor, el segundo dispositivo puede ejecutar tareas relacionadas con la comunicación, y el tercer dispositivo puede realizar tareas relacionadas con la seguridad.

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