Toshiba Electronics Europe ha anunciado el inicio de la producción en serie de la familia TXZ+ Entry-Class M4L, una nueva gama de microcontroladores basados en el núcleo Arm Cortex-M4 con unidad de coma flotante (FPU) y frecuencia de funcionamiento de hasta 80 MHz. Los nuevos dispositivos están disponibles con 128 KB o 256 KB de memoria Flash de programa y en cuatro encapsulados compactos.
Diseñados para satisfacer los requisitos de procesamiento en tiempo real de aplicaciones de control de un único motor, los microcontroladores M4L integran en un solo chip hardware específico para control de motores, funciones de seguridad, características de seguridad funcional y soporte para actualización de firmware. Esta integración reduce el número de componentes externos, minimiza el espacio ocupado en la PCB y simplifica el diseño de equipos industriales, sistemas de automatización, equipos de oficina, electrodomésticos y productos de consumo.
Hardware específico para control de motores
La familia M4L incorpora las versiones más recientes de los aceleradores hardware desarrollados por Toshiba para control de motores:
- Advanced Vector Engine (A-VE2).
- Advanced Programmable Motor Driver (A-PMD2).
- Advanced Encoder (A-ENC2).
Estos bloques descargan de trabajo al procesador principal al asumir las tareas de cálculo más exigentes del control vectorial orientado al campo (Field-Oriented Control, FoC), permitiendo un control en tiempo real más eficiente, reduciendo la carga de la CPU y liberando recursos para el software de aplicación.
Seguridad integrada y soporte para aplicaciones críticas
Los nuevos microcontroladores incorporan funciones de ciberseguridad, mecanismos de seguridad funcional y capacidades de actualización remota de firmware (FOTA, Firmware Over-The-Air).
Entre las funciones de seguridad destacan:
- Chip Protection (CPRO).
- Secure Access Memory (SAM).
- Non-Rewritable Flash Protection (NRFP).
Estas tecnologías protegen el dispositivo frente a accesos no autorizados, controlan el acceso a la memoria y salvaguardan las regiones críticas donde residen el código y los datos, proporcionando una base hardware para implementar una Root of Trust (RoT).
En el ámbito de la seguridad funcional, los dispositivos incorporan mecanismos de diagnóstico para la memoria Flash, la RAM, los convertidores ADC y el sistema de reloj. Además, Toshiba ofrece software certificado conforme a la norma UL 60730 Clase B, orientado al desarrollo de electrodomésticos.
Actualización de firmware sin detener el sistema
Las versiones equipadas con 256 KB de memoria Flash emplean una arquitectura de doble banco, que permite reprogramar uno de ellos mientras el código continúa ejecutándose desde el otro. De este modo es posible actualizar el firmware sin interrumpir el funcionamiento del equipo y facilitar la implementación de actualizaciones remotas mediante FOTA.
Por su parte, los modelos con 128 KB de Flash de programa incorporan 64 KB de memoria Flash de datos, destinada al almacenamiento de parámetros de configuración, registros de funcionamiento y otros datos de la aplicación.
Amplio rango de alimentación e integración de periféricos
Los microcontroladores funcionan con una única tensión de alimentación comprendida entre 2,7 y 5,5 V, lo que permite su utilización tanto en sistemas de 3 V como de 5 V.
La familia está disponible en encapsulados LQFP y VQFN de entre 44 y 64 pines, adaptándose a distintas necesidades de tamaño e interfaces de entrada/salida.
También integran un oscilador interno de 10 MHz con una precisión de ±1 %, además de un comparador para detección de sobrecorriente que puede utilizarse para detener el motor de forma inmediata en situaciones de emergencia, reduciendo así el número de componentes externos y el coste del sistema. Asimismo, disponen de un modo de bajo consumo especialmente indicado para equipos alimentados por batería.
En cuanto a conectividad, los dispositivos incorporan interfaces UART, SPI e I²C, además de una interfaz SMIF (Serial Memory Interface) para ampliar la memoria externa.
Entre los periféricos integrados también se incluyen:
- Convertidores ADC de 12 bits.
- Convertidores DAC de 8 bits.
- Comparadores analógicos.
- Controladores DMA.
- Hardware para cálculo CRC.
- Temporizadores
Todo ello permite conectar directamente sensores, actuadores, memorias externas y otros elementos del sistema sin necesidad de circuitería adicional.
Herramientas de desarrollo
Para facilitar la evaluación y el desarrollo de aplicaciones, Toshiba proporciona documentación técnica, software de ejemplo, controladores para los distintos periféricos, placas de evaluación y entornos de desarrollo desarrollados en colaboración con socios del ecosistema Arm.
Entre ellos destaca la placa Clicker 2 for TMPM4L4A, desarrollada junto con MIKROE, orientada a la evaluación de aplicaciones de control de motores BLDC y compatible con el entorno de desarrollo MCU Motor Studio de Toshiba.
La documentación técnica, el software de ejemplo y los controladores pueden descargarse desde la página web de Toshiba.
La compañía ha señalado que continuará ampliando su catálogo de microcontroladores para control de motores y los recursos de desarrollo asociados.
