Les ingénieurs d'aujourd'hui sont souvent confrontés à des conceptions de plus en plus sophistiquées qui doivent être réalisées dans des délais plus courts. Les exigences du produit, telles que l'ajout de fonctionnalités de sécurité ou de capacités de communication avancées, ajoutent à la complexité et aux difficultés de conception. A ces difficultés s'ajoute parfois la dispersion géographique des ingénieurs travaillant sur un projet donné. Par exemple, une équipe développant un projet de conception de convertisseur DC/DC automobile peut être composée de développeurs de micrologiciels d'alimentation d'un certain emplacement ou pays, et de développeurs de micrologiciels de pile d'alimentation d'un certain emplacement ou pays. L'intégration de code développé à partir de plusieurs endroits sur le même microcontrôleur peut augmenter le risque de planification en raison de l'interaction complexe de micrologiciels conçus séparément.
Présentation de la famille Dual Core DSC
Les développeurs de systèmes qui conçoivent des applications de contrôle embarquées de haut niveau avec plusieurs logiciels peuvent désormais tirer parti de la nouvelle famille de contrôleurs de signaux numériques (DSC) double cœur sur une seule puce qui facilite l'intégration logicielle. La famille de dispositifs dsPIC33CH de Microchip Technology possède un cœur conçu pour fonctionner comme maître, tandis que les fonctions fonctionnent comme esclave. Dans cette architecture maître-esclave, le noyau esclave peut être utilisé pour exécuter un code de contrôle temps critique dédié, tandis que le noyau maître gère les fonctions au niveau du système telles que l'interface utilisateur, la surveillance et les communications, toutes adaptées à l'application finale. La famille dsPIC33CH a été conçue pour faciliter le développement de code indépendant pour chaque noyau par différentes équipes de conception ; ce code est ensuite entièrement intégré lorsqu'il est épissé sur une puce. Ses deux cœurs indépendants simplifient le développement du micrologiciel et permettent une approche multi-équipes avec deux workflows parallèles. Les boucles de contrôle à temps critique peuvent être séparées des fonctions de gestion internes telles que l'interface utilisateur, la surveillance, les diagnostics et la communication. Cela accélère le processus de développement, vous permet d'optimiser plus efficacement le code de chaque noyau avec une interaction de code minimale entre les deux noyaux, facilitant ainsi le processus de débogage.
applications idéales
La famille dsPIC33CH est optimisée pour les systèmes embarqués hautes performances, les applications de commande de moteur et d'alimentation numérique qui nécessitent des algorithmes sophistiqués. Les applications d'alimentation typiques de ce contrôleur double cœur incluent la charge sans fil, les alimentations de serveur, les convertisseurs CC/CC, les chargeurs et les onduleurs. Cette famille sera également fréquemment utilisée pour le contrôle des moteurs dans les pompes, les ventilateurs, les drones, la robotique, les outils électriques et les appareils électroménagers. En tant que DSC hautes performances, ces dispositifs excellent particulièrement lorsqu'ils sont utilisés dans les capteurs électroniques automobiles, l'automatisation industrielle et les équipements de diagnostic et de contrôle médicaux.
Tirant parti de l'intégration de deux cœurs de microcontrôleur sur la même puce, cette famille peut offrir les capacités exigées par les passerelles et les mainframes dans les applications IoT. Par exemple, dans une alimentation numérique, le noyau esclave gère les algorithmes de calcul mathématiques intenses et ferme la boucle de contrôle dans le micrologiciel en exécutant des algorithmes de compensation de latence critique, tandis que le noyau maître gère la pile de protocoles PMBus™ de manière indépendante et fournit des fonctions de surveillance du système. , augmentant ainsi les performances du système et la vitesse de réponse. Dans un ventilateur automobile, une pompe ou une autre application de commande de moteur, le noyau esclave peut être dédié à l'exécution d'un contrôle critique de la vitesse et du couple, tandis que le noyau maître exécute des routines de sécurité fonctionnelle et gère CAN-FD (Controller Area Network Flexible Data rate). ) pour des communications robustes, ainsi que d'autres fonctions au niveau du système telles que la surveillance et les diagnostics.
Enfin, dans d'autres applications embarquées hautes performances, telles que les capteurs électroniques utilisés dans les automobiles ou les systèmes IoT, le noyau esclave accélère les fonctions mathématiques intensives telles que le filtrage DSP des entrées de capteur, tandis que le noyau maître facilite la fiabilité et la tolérance aux pannes pour les applications critiques pour la sécurité. applications.
haute performance
Le noyau maître dispose de 64 à 128 Ko de mémoire programme Flash, avec ECC et 16 Ko de RAM, tandis que l'esclave dispose de 24 Ko de RAM programme, avec ECC et 4 Ko de RAM de données. La fréquence centrale du maître est de 90 MIPS à 180 MHz, tandis que l'esclave atteint 100 MIPS à 200 MHz. De plus, le processeur et les sous-systèmes ont leurs propres contrôleurs d'interruption, générateurs d'horloge, logique de port, multiplexeurs d'E/S et SPP. Le dispositif équivaut en pratique à avoir deux DSC dsPIC® complets sur la même puce. Les deux cœurs fonctionnent ensemble de manière transparente, permettant à des algorithmes avancés d'améliorer l'efficacité et la vitesse de réponse. De plus, chaque cœur des dispositifs dsPIC33CH a été conçu pour fournir plus de performances que les cœurs DSC dsPIC actuels avec un plus grand nombre de registres contextuels sélectionnés pour améliorer la vitesse de réponse aux interruptions, de nouvelles instructions pour accélérer les performances du DSP (processeur de signal numérique) et l'exécution la plus rapide des instructions. Dans un calcul de performances critique utilisé dans de nombreuses alimentations, le nouveau contrôleur atteint près du double de la vitesse de la génération précédente et avec une latence de 280ns, contre 543ns auparavant.
Un autre avantage clé de la répartition de la charge de travail pour le traitement DSC double au sein d'un même appareil est la possibilité d'atteindre une densité de puissance plus élevée grâce à des fréquences de commutation plus élevées (plus de 2 MHz ; environ 1 MHz pour un pilote monocœur), ce qui peut entraîner une réduction de la taille des composants. . Les mises à niveau instantanées du système sont capables de mettre à niveau le micrologiciel sans temps d'arrêt, ce qui est particulièrement important dans les systèmes à haute disponibilité tels que les blocs d'alimentation des serveurs. De plus, l'architecture dsPIC33CH permet de programmer les deux cœurs pour qu'ils se surveillent mutuellement pour des raisons de sécurité fonctionnelle, ce qui rend le système plus robuste. Pour réduire les coûts du système et la taille de la carte, les périphériques avancés généralement intégrés dans chaque cœur comprennent des convertisseurs A/N et N/A haute vitesse avec génération de forme d'onde, des comparateurs analogiques, des amplificateurs de gain analogiques programmables et une PWM (modulation de largeur d'impulsion) haute résolution avec 250 ps résolution. Le contrôleur possède jusqu'à 12 canaux PWM, ce qui le rend particulièrement adapté aux alimentations sans interruption (UPS), aux convertisseurs DC/DC et aux alimentations AC/DC.
La famille de dispositifs ds-PIC33CH est constituée des premiers contrôleurs de signaux numériques 16 bits à double cœur de Microchip et offre une intégration sans précédent dans des boîtiers à partir de 5 x 5 mm. Ce sont les premiers dsPIC33 capables de gérer CAN-FD pour une communication robuste avec une bande passante plus élevée. Ils sont fournis en huit types de packages et sont pris en charge par l'écosystème de développement MPLAB® de Microchip, y compris l'environnement de développement intégré (IDE) MPLAB X gratuit et téléchargeable et le configurateur de code MPLAB.
Conclusion
La famille dsPIC33CH de Microchip est optimisée pour les applications de contrôle embarquées à temps critique, hautes performances et réelles. La famille dsPIC33CH permet au code d'être conçu séparément et entièrement intégré, tout en réduisant la taille et le coût du système.
