El hardware específico para el control de motores, la seguridad integrada, las características de seguridad funcional y el amplio rango de tensión de funcionamiento contribuyen a simplificar el desarrollo de electrodomésticos y equipos industriales
Toshiba Electronics Europe GmbH («Toshiba») ha anunciado hoy el inicio de la producción en serie de la familia TXZ+™ Entry-Class M4L Group, una nueva serie de microcontroladores basados en Arm® Cortex®-M4 con una unidad de coma flotante (FPU) que funciona a una frecuencia de hasta 80 MHz. Los dispositivos están disponibles con 128 KB o 256 KB de memoria flash de código en cuatro opciones de encapsulados compactos.
Diseñado para satisfacer los requisitos de procesamiento en tiempo real de las aplicaciones de control de un solo motor, la gama M4L combina en un único chip hardware dedicado al control de motores, funciones de seguridad, medidas de seguridad funcional y compatibilidad con actualizaciones de firmware. Esta integración ayuda a reducir el número de componentes externos, minimizar el espacio ocupado en la placa de circuito impreso y simplificar el diseño del sistema para una amplia gama de aplicaciones, entre las que se incluyen equipos industriales, sistemas de automatización de fábricas, equipos de oficina, electrodomésticos y productos de consumo.
La gama M4L incorpora las últimas versiones del hardware de control de motores específico de Toshiba, entre las que se incluyen el Advanced Vector Engine (A-VE2), el Advanced Programmable Motor Driver (A-PMD2) y el Advanced Encoder (A-ENC2). Al descargar de la CPU las tareas de control de motores que requieren un gran esfuerzo de cálculo, estos aceleradores de hardware permiten un control orientado al campo (FoC) eficiente en tiempo real, reducen la utilización del procesador y liberan recursos de procesamiento adicionales para el software de aplicación.
Los microcontroladores también integran funciones de seguridad, medidas de seguridad funcional y capacidades de actualización de firmware por aire (FOTA) y de actualización remota de firmware. Las características de seguridad incluyen la protección del chip (CPRO), la memoria de acceso seguro (SAM) y la protección de memoria flash no reescribible (NRFP). Estas características ayudan a proteger contra el acceso no autorizado, garantizan el control de acceso a la memoria y protegen las regiones críticas de código y datos. En conjunto, proporcionan una solución basada en hardware para proteger el software embebido e implementar una «raíz de confianza» (RoT). Las características de seguridad funcional incluyen mecanismos de diagnóstico para la memoria flash, la RAM, los convertidores analógico-digitales (ADC) y los sistemas de reloj, lo que facilita el desarrollo de aplicaciones relacionadas con la seguridad. Toshiba también proporciona software certificado según la norma UL 60730 Clase B para facilitar el desarrollo de aplicaciones para electrodomésticos.
Los dispositivos con 256 KB de memoria flash de código incorporan una arquitectura de doble banco, lo que permite reprogramar un banco de memoria flash mientras el software continúa ejecutándose desde el otro. Esto permite actualizar el firmware sin interrumpir el funcionamiento del sistema y es compatible con la implementación de FOTA. Los dispositivos con 128 KB de memoria flash de código incorporan 64 KB de memoria flash de datos para almacenar información de configuración y datos de aplicaciones, como los registros de funcionamiento.
La gama M4L funciona con una tensión de alimentación única de entre 2,7 V y 5,5 V, lo que permite la compatibilidad tanto con sistemas de 3 V como de 5 V. Los encapsulados LQFP y VQFN, con entre 44 y 64 pines, ofrecen flexibilidad para aplicaciones con diferentes tamaños y requisitos de E/S. Los dispositivos también integran un oscilador de alta velocidad de 10 MHz con una precisión de ±1 %, junto con un comparador de detección de sobrecorriente que puede utilizarse para la parada de emergencia del motor, lo que contribuye a reducir el coste del sistema y la complejidad de la placa de circuito impreso al disminuir el número de componentes externos. El modo de bajo consumo resulta especialmente adecuado para aplicaciones alimentadas por batería.
La gama M4L integra un abanico de interfaces de comunicación, entre las que se incluyen UART, SPI e I²C, así como una interfaz de memoria serie (SMIF) para la ampliación de memoria. Otros periféricos incluyen convertidores analógico-digitales (ADC) de 12 bits, convertidores digital-analógicos (DAC) de 8 bits, comparadores, controladores DMA, hardware de cálculo de CRC y funciones de temporizador, lo que permite la conexión directa a sensores, actuadores, memorias externas y otros componentes del sistema sin necesidad de dispositivos de interfaz adicionales.
Para facilitar la evaluación y el desarrollo de productos, Toshiba proporciona documentación, software de ejemplo y controladores de periféricos, junto con placas de evaluación y entornos de desarrollo de los socios del ecosistema Arm®. Desarrollada en colaboración con MIKROE, la placa de evaluación Clicker 2 para TMPM4L4A ofrece una plataforma económica y fácil de usar para explorar aplicaciones de control de motores BLDC. La placa es compatible con el software MCU Motor Studio de Toshiba, disponible a través del sitio web de Toshiba.
La documentación, el software de ejemplo con casos prácticos reales y los controladores que gestionan las interfaces de cada periférico se pueden descargar desde el sitio web de Toshiba: https://toshiba.semicon-storage.com/eu/semiconductor/product/microcontrollers/txz4eplus-series/m4l-group.html
Las placas de prueba y los entornos de desarrollo se proporcionan en colaboración con MIKROE y con los socios del ecosistema Arm®. Para obtener más información sobre la placa Clicker 2 para TMPM4L4A, visite el sitio web de MIKROE: https://www.mikroe.com/clicker-2-for-tmpm4l4a.
Puede consultarse aquí una descripción general completa de los dispositivos de la gama básica de la familia TXZ+™: https://toshiba.semicon-storage.com/eu/semiconductor/product/microcontrollers/txz4eplus-series.html
Toshiba seguirá ampliando su cartera de microcontroladores para el control de motores y los recursos de desarrollo asociados.
