Микроконтроллеры Hercules на основе архитектуры ARM от TI

Texas Instruments Incorporated (TI) представила новые комплекты разработки SafeTI для критически важных для безопасности решений, например медицинской техники, промышленных систем и систем управления двигателями. Эти пакеты разработки включают 15 новых микроконтроллеров обеспечения безопасности Hercules RM4x ARM Cortex-R4 и дополнительный источник питания с несколькими шинами от TI (PMIC) TPS65381-Q1. Микроконтроллер Hercules RM4x и «микросхема безопасности» PMIC максимально улучшают обнаружение неисправностей, а также минимизируют износ и накладные расходы на программное обеспечение. Микроконтроллеры и решения PMIC входят в пакет разработки SafeTI-61508 и упрощают получение сертификатов IEC 61508 для клиентов, а также ускоряют выход на рынок с критически важными для безопасности продуктами.

Микроконтроллеры обеспечения безопасности Hercules RM4x дополняют серию микроконтроллеров Hercules и включают 35 конфигураций, из которых клиенты могут выбрать необходимые варианты исходя из требований конкретной системы. Новые микроконтроллеры обеспечения безопасности с плавающей запятой Hercules RM46x обеспечивают дополнительные настройки памяти и производительности с расширенными возможностями управления двигателями и совместимостью по выводам с представленными в прошлом году микроконтроллерами безопасности Hercules RM48x, которые соответствуют всем техническим условиям. Новые микроконтроллеры обеспечения безопасности Hercules RM42x позволяют получить начальное недорогое решение с компактным корпусом и встроенными интерфейсами управления двигателями в соответствии со стандартами безопасности. Совместимое решение PMIC объединяет несколько источников питания и функций безопасности, например контроль напряжения, в одном устройстве для сокращения времени разработки и площади платы.

Функции и преимущества новых микроконтроллеров обеспечения безопасности Hercules RM4x:

• расширенные возможности производительности и памяти, ядра ARM Cortex-R4 с жесткой конфигурацией с рабочей частотой от 100 МГц до 220 МГц и флэш-памятью на 384 Кб, 1 Мб и 1,25 Мб, предоставляют разработчикам большой выбор и универсальность для их многофункциональных решений по безопасности;
• соотвтетствовать стандартам IEC 61508 SIL-3 для системных разработок стало проще благодаря соответствию компонентов представленных микроконтроллеров отраслевым нормам безопасности;
• функции безопасности аппаратного обеспечения позволяют проводить эффективную онлайн-диагностику с ядрами жесткой конфигурации, обеспечивают защиту памяти для ЦП и контроллеров шин, а также код исправления ошибок (ECC) для флэш-памяти и ОЗУ с исправлением ошибок в одном разряде. Обнаружение ошибок в двух разрядах (SECDED), встроенное самотестирование (BIST) ЦП и ОЗУ для определения потенциальных скрытых неисправностей, интеллектуальный модуль сообщения об ошибках для устранения ошибок безопасности, контроль четности на периферийных ОЗУ, резервные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и таймеры, а также постоянный контроль напряжения и тактовых сигналов;
• встроенные средства управления двигателями с улучшенной широтно-импульсной модуляцией, интерфейсами сенсорных и импульсных датчиков на кристалле, что позволяет отказаться от большого количества внешних компонентов при управлении двигателями. Сопроцессор с 32-канальным таймером выполняет роль расширенного резервного канала управления двигателями и проверяет работоспособность широтно-импульсных модуляторов (ШИМ) в схеме управления двигателем;
• встроенные средства связи Ethernet, CAN и USB обеспечивают работу сети, а также возможности для сбора данных и обновления ПО на месте;
• документация о безопасности, включая руководство по технике безопасности и отчеты анализа безопасности, инструкции по применению микроконтроллеров Hercules в критически важных для безопасности системах, а также анализ характера, последствий и диагностики отказов (FMEDA), предоставляющий информацию о частоте отказов для соответствия стандартам безопасности.

Функции и преимущества первого функционального решения безопасности PMIC от TI — TPS65381-Q1:

• включает несколько шин электропитания в одном устройстве, включая асинхронный понижающий преобразователь напряжения с переключением режимов со встроенным FET для преобразования входного напряжения аккумулятора до 6 В на выходе предварительного стабилизатора, который обеспечивает питание для остальных стабилизаторов. Два линейных стабилизатора со встроенными FET могут обеспечить питание для локальной сети контроллеров (CAN), а также для входа или выходов микроконтроллера. Один контроллер линейного стабилизатора обеспечивает питание для ядра микроконтроллера. Такая интеграция сокращает время разработки и площадь платы;
• дополнительный встроенный блок питания датчика обеспечивает защиту от короткого замыкания на землю и замыкания в аккумуляторе, а также подает питание на датчик вне электронного блока управления (ECU);
• эффективная архитектура безопасности включает такие функции, как сторожевой таймер с режимом работы «вопрос-ответ», монитор сигналов ошибок микроконтроллера, мониторинг тактовых импульсов на внутренних осцилляторах, самопроверка монитора тактовых импульсов, CRC на энергонезависимой памяти и схема возврата для микроконтроллера. В дополнение к этому BIST позволяет выполнять мониторинг функциональности устройства при включении, а с помощью специальной диагностики микроконтроллер может проверять функции безопасности решения PMIC. Эти встроенные функции безопасности устраняют необходимость в дополнительном микроконтроллере для мониторинга и уменьшают стоимость, площадь платы, а также время разработки ПО;
• документация о безопасности, включая руководство по технике безопасности и отчеты анализа безопасности с инструкциями по применению PMIC в критически важных для безопасности системах, а также анализ характера, последствий и диагностики отказов (FMEDA), предоставляющий информацию о частоте отказов для соответствия стандартам безопасности.

Комплекты разработчика Hercules — можно начать эффективную работу с недорогим комплектом с USB-интерфейсом (TMDXRM48USB) или с полнофункциональными комплектами (TMDXRM42HDK или TMDXRM46HDK), которые включают макетную плату, интегрированную среду разработки Code Composer Studio от TI, инструмент настройки периферийных устройств HALCoGen и демонстрационное средство безопасности, представляющее работу BIST и режимов борьбы с ошибками.

Комплект управления двигателями Hercules — подготовка к безопасному запуску двигателей за считанные минуты с помощью комплекта управления двигателем Hercules RM46x (DRV8301-RM46-KIT). В комплект входит модуль controlCARD RM46x (TMDXRM46CNCD), также доступный отдельно, с блоком питания TPS65381-Q1, отладочным модулем DRV8301 и серводвигателем Teknic. В комплект также входит ПО MotorWare от TI, включающее алгоритмы FOC с поддержкой обратной связи без датчиков в виде резервного/безопасного канала к позиционному датчику и примеры проектов на основе библиотеки ARM CMSIS DSP и библиотеки периферийных устройств HALCoGen со встроенной поддержкой безопасности.

Испытательный комплект для компилятора SafeTI ARM — с помощью этого комплекта можно задокументировать, проанализировать, провести проверку и испытания компилятора ARM от TI для соответствия требованиям стандартов ISO 26262 и IEC 61508. Первый выпуск продукции запланирован на октябрь 2012 года, а выпуск полнофункциональной продукции произойдет в первом квартале 2013 г.

TPS65381-Q1 будет доступен для продажи в корпусе HTSSOP-32 (DAP) PowerPad в декабре 2012 г. по цене 2,6 дол. США за штуку в партиях по 1000 шт. Микроконтроллеры Hercules RM4x по цене от 3 до 26 дол. США за штуку в партиях по 1000 шт. уже доступны для заказа. Бесплатные программы и инструментальные средства по цене от 79 до 599 дол. США перечислены выше и доступны для продажи уже сегодня.