Развитие линейки микроконтроллеров с motor control периферией

[bkolbov]

В данной теме предполагается обсуждение вопросов, связанных с развитием нашей линейки 32-разрядных микроконтроллеров на ядре ARM Cortex-M4F с периферией, специализированной под задачи управления двигателями.

В 2016 году мы начали выполнять работы по ОКР Процессор-И11 (развитие 32-разрядных микроконтроллеров с motor-control периферией в целом, и К1921ВК01Т в частности). Ниже представлены возможные характеристики СБИС. Они не финальные - некоторые из них еще могут изменяться и уточняться в процессе разработки.

• Корпус МК 4250.208-1 тип CQFP (предположительно)
• Уровни напряжений питания: 1.2В, 3.3В
• ARM Cortex-M4F, FPU одинарной точности
• Тактовая частота работы ядра до 200МГц
• 2Кб/2Кб кэш памяти команд/данных
• 1 Мб внутренней Flash памяти
• 128Кб дополнительной Flash памяти под bootloader
• 44Кб пользовательской Flash памяти для данных
• 256 Кб внутренней ОЗУ
• До 128 Мб внешней памяти (SRAM,NAND,Flash)
• Внутренний PLL, внутренний RC-генератор 16МГц
• RTC с батарейным питанием
• 32 канала DMA
• 8 32-разрядных таймеров
• 6 расширенных блоков захвата событий
• АЦП 24 канала, 12 разрядов
• 20-каналов ШИМ (не менее 12 каналов высокого разрешения)
• 4 импульсных квадратурных декодера
• 6 UART
• 4 SPI
• 2 I2C
• 2 контроллера ГОСТ Р 52070-2003 с резервированием канала
• 2 контроллера SpaceWire до 200Мбит/с
• 2-х канальный CAN
• Ethernet до 100Mбит/с
• 8 16-разрядных портов ввода/вывода общего назначения
• JTAG, SWD

Практически вся периферия является аналогом периферии К1921ВК01Т, поэтому исключительно приветствуются пожелания и предложения по изменению её состава и/или функционала, относительно уже существующего микроконтроллера.

[HEMAH]

| Показать

В данной теме предполагается обсуждение вопросов, связанных с развитием нашей линейки 32-разрядных микроконтроллеров на ядре ARM Cortex-M4F с периферией, специализированной под задачи управления двигателями.

В 2016 году мы начали выполнять работы по ОКР Процессор-И11 (развитие 32-разрядных микроконтроллеров с motor-control периферией в целом, и К1921ВК01Т в частности). Ниже представлены возможные характеристики СБИС. Они не финальные - некоторые из них еще могут изменяться и уточняться в процессе разработки.

• Корпус МК 4250.208-1 тип CQFP (предположительно)
• Уровни напряжений питания: 1.2В, 3.3В
• ARM Cortex-M4F, FPU одинарной точности
• Тактовая частота работы ядра до 200МГц
• 2Кб/2Кб кэш памяти команд/данных
• 1 Мб внутренней Flash памяти
• 128Кб дополнительной Flash памяти под bootloader
• 44Кб пользовательской Flash памяти для данных
• 256 Кб внутренней ОЗУ
• До 128 Мб внешней памяти (SRAM,NAND,Flash)
• Внутренний PLL, внутренний RC-генератор 16МГц
• RTC с батарейным питанием
• 32 канала DMA
• 8 32-разрядных таймеров
• 6 расширенных блоков захвата событий
• АЦП 24 канала, 12 разрядов
• 20-каналов ШИМ (не менее 12 каналов высокого разрешения)
• 4 импульсных квадратурных декодера
• 6 UART
• 4 SPI
• 2 I2C
• 2 контроллера ГОСТ Р 52070-2003 с резервированием канала
• 2 контроллера SpaceWire до 200Мбит/с
• 2-х канальный CAN
• Ethernet до 100Mбит/с
• 8 16-разрядных портов ввода/вывода общего назначения
• JTAG, SWD

Практически вся периферия является аналогом периферии К1921ВК01Т, поэтому исключительно приветствуются пожелания и предложения по изменению её состава и/или функционала, относительно уже существующего микроконтроллера.

• Загрузчик с масочным ПЗУ, т.е это значит, что протокол обмена по нему Вы опишите в ТО, следовательно появляется удобный инструмент для прошивки на производстве и в процессе обновления ПО в эксплуатации.
• Системная шина у текущего МК 16-ти разрядная. т.е вроде ядро 32-ух разрядное, производительное, а системная шина 16-ти....
• Ethernet PHY - ну смотрите, вроде МК заточен под управление электродвигателями, вроде бы ему и Ethernet особо не нужен. Но если делаете с прицелом на использование для других задач, то тогда да, Ethernet это большой плюс, но.... MII это же 17 портов просто так вынь да положь... или опять вместо PHY ставить 4-ёх портовый коммутатор 5600ВВ3Т? Представляете, какой "вертолёт" получится на плате ради одного Ethernet-а? Ну вот просто посмотрите на корпуса и представьте их две штуки. И только ради организации одного порта с МК для управления им по ЛВС. А если надо несколько микросхем с Ethernet-ом на плате?
  И совсем по другому смотрится, если Вы сделаете Ethernet PHY. Это 4 проводка, да плюс трансформатор, который кстати и в том и в другом случе будет, куча свободного места на плате.
  А сейчас, для военных, получается недоEthernet и вроде есть, и вроде если использовать, то только либо с импортом, либо ради одного стыка городить ещё 4ёх портовый коммутатор приличных габаритов.
• ЦАП - может для движков и не надо, но опять же, если рассматривать другое применение, то желательно.

[bkolbov]

• Загрузчик с масочным ПЗУ, т.е это значит, что протокол обмена по нему Вы опишите в ТО, следовательно появляется удобный инструмент для прошивки на производстве и в процессе обновления ПО в эксплуатации.
• Системная шина у текущего МК 16-ти разрядная. т.е вроде ядро 32-ух разрядное, производительное, а системная шина 16-ти....
• Ethernet PHY - ну смотрите, вроде МК заточен под управление электродвигателями, вроде бы ему и Ethernet особо не нужен. Но если делаете с прицелом на использование для других задач, то тогда да, Ethernet это большой плюс, но.... MII это же 17 портов просто так вынь да положь... или опять вместо PHY ставить 4-ёх портовый коммутатор 5600ВВ3Т? Представляете, какой "вертолёт" получится на плате ради одного Ethernet-а? Ну вот просто посмотрите на корпуса и представьте их две штуки. И только ради организации одного порта с МК для управления им по ЛВС. А если надо несколько микросхем с Ethernet-ом на плате?
  И совсем по другому смотрится, если Вы сделаете Ethernet PHY. Это 4 проводка, да плюс трансформатор, который кстати и в том и в другом случе будет, куча свободного места на плате.
  А сейчас, для военных, получается недоEthernet и вроде есть, и вроде если использовать, то только либо с импортом, либо ради одного стыка городить ещё 4ёх портовый коммутатор приличных габаритов.
• ЦАП - может для движков и не надо, но опять же, если рассматривать другое применение, то желательно.

Здравствуйте!

Благодарим за предложения! Почти все они понятны, кроме речи о системной 16-битной шине. Не совсем ясно откуда такая информация? Шины внутри 32-битные. Или речь о шине данных внешней памяти?

[petrovitch]

Пригодится толерантность хотя бы некоторых входов к напряжению +5В.

Ethernet на мой взгляд не нужен. А вот Arinc-429 нужен.

Если имеется несколько однотипных портов обмена, не плохо было бы встроить
кворумирование по принимаемым/отправляемым данным (из 3-х каналов).

[hgost]

Пригодится толерантность хотя бы некоторых входов к напряжению +5В.
Ethernet на мой взгляд не нужен. А вот Arinc-429 нужен.
Если имеется несколько однотипных портов обмена, не плохо было бы встроить
кворумирование по принимаемым/отправляемым данным (из 3-х каналов).

Добрый день!
Толерантность к 5 вольтам технологически невозможна в данной разработке.
Arinc в принципе возможно встроить. Сколько приемников/передатчиков Вы бы хотели?
Расскажите подробнее о кворумировании. Могли бы Вы привести какой-нибудь пример реализации?

[hgost]

И еще вопрос ко всем заинтересованным. Контроллер получается достаточно большой по количеству периферии и, следовательно, альтернативных функций портов. Не могли бы вы поделиться опытом и рассказать, какие наборы перифрии вам бы хотелось задействовать одновременно в ваших разработках?

[nppsem]

Корпус 4250.208-1 занимает половину площади печатной платы и стоит как подержанный "Мерседес". Есть класс задач, где 208 выводов не нужно совсем, а вот модули ШИМ, АЦП, CAN, UART нужны. Пример - простейший ЧП для управления 3-х фазным асинхронным двигателем. Более чем достаточен корпус Н48. В этом смысле линейка 1986ВЕ91-2-3 с одним кристаллом и разными корпусами хороший пример, особенно если из него USB выпилить . Ещё жизненно необходимы BOD, WDT с независимым RC генератором и (по вкусу) WWDT.

[bkolbov]

Корпус 4250.208-1 занимает половину площади печатной платы и стоит как подержанный "Мерседес". Есть класс задач, где 208 выводов не нужно совсем, а вот модули ШИМ, АЦП, CAN, UART нужны. Пример - простейший ЧП для управления 3-х фазным асинхронным двигателем. Более чем достаточен корпус Н48. В этом смысле линейка 1986ВЕ91-2-3 с одним кристаллом и разными корпусами хороший пример, особенно если из него USB выпилить . Ещё жизненно необходимы BOD, WDT с независимым RC генератором и (по вкусу) WWDT.

Подобное изделие планируется - 48-безногий маленький корпус (что-то типа QLCC48 с габаритами 6х6мм) и вся периферия что вы назвали. Разве что BOD и WWDT не будет.

[HEMAH]

Здравствуйте!
Благодарим за предложения! Почти все они понятны, кроме речи о системной 16-битной шине. Не совсем ясно откуда такая информация? Шины внутри 32-битные. Или речь о шине данных внешней памяти?

- Да, именно о шине для внешней памяти, потому как ОЗУ с 5ой приёмкой итак не особо быстрые, а если ещё отдавать по два-четыре такта на укладку 32-ух разрядных чисел, то как-то получается "не фонтан".

- Ещё бы питание только 3.3В

- Температурный датчик. Как показывает практика, даже с большим разбросом весьма полезная вещь, т.к аппаратура всё же работает в жёстких условиях и знать информацию именно о перегреве "мозгов устройства", т.е управляющего МК, всегда полезно.

[hgost]

- Да, именно о шине для внешней памяти, потому как ОЗУ с 5ой приёмкой итак не особо быстрые, а если ещё отдавать по два-четыре такта на укладку 32-ух разрядных чисел, то как-то получается "не фонтан".

- Ещё бы питание только 3.3В

- Температурный датчик. Как показывает практика, даже с большим разбросом весьма полезная вещь, т.к аппаратура всё же работает в жёстких условиях и знать информацию именно о перегреве "мозгов устройства", т.е управляющего МК, всегда полезно.

Расширение разрядности внешней памяти возможно, но это повлечет большой расход gpio-выводов. Какие другие периферийные блоки Вам необходимо использовать, при наличии такой широкой шины?

Из каких соображений вы используете внешнюю память? Если не хватает внутренних ресурсов флэш и озу, можно подумать об их их увеличении. Какие объемы Вас устроили бы? Если это вызвано особенностями процесса загрузки, можно копировать данные во внутренние ресурсы контроллера и исполняться оттуда