Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

32-разрядные микроконтроллеры разработки ОАО "НИИЭТ"

Модераторы: dav, bkolbov, pip, _sva_

bkolbov
Сообщения: 226
Зарегистрирован: 14 дек 2015, 11:37
Предприятие: АО НИИЭТ
Откуда: Воронеж

Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение bkolbov » 20 ноя 2018, 12:07

АО "НИИЭТ" продолжил развитие 32-разрядных микроконтроллеров с motor control периферией в целом, и К1921ВК01Т в частности.
Были получены первые образцы микроконтроллера со следующими характеристиками:

Ядро:
- Cortex-M4F
- тактовая частота до 200 МГц
Память:
- кэш данных и инструкций 16+16 кБ
- 2 MБ основной флеш-памяти
- 512 кБ загрузочной флеш-памяти
- 64 кБ флеш-памяти пользовательских данных
- 704 кБ внутренней ОЗУ (512кБ основной + 128кБ дополнительной для DMA + 64кБ исполняемой)
- возможно подключение до 8х16МБ внешней памяти
Питание и тактирование:
- внешнее питание 3.3В, 1.2В
- встроенный RC-генератор 16 МГц
- внешний осциллятор 8-24 МГц
- встроенный PLL
АЦП:
- 4 штуки 12-канальный 12-разрядный (SAR)
- до 2.5 М/с на канал
- диапазон преобразования: 0-3.3 В, внешнее опорное напряжение
Периферийные устройства:
- DMA (32 каналов)
- 8 32-битных таймера
- сторожевой таймер
- 6 блоков захвата
- 10 2-канальных блока ШИМ (6 из них высокого разрешения по обоим каналам)
- 4 квадратурных декодера
- программируемые логические ячейки
- 4 канала сигма-дельта демодулятора
- RTC с батарейным питанием
- блок тригонометрических вычислений
Интерфейсы:
- 6 UART
- 4 SPI
- 2 I2C
- 2 CAN 2.0B
- 2 MILSTD1553B
- 2 SpaceWire
- 2 OneWire
- Ethernet MII 100Мбит/с
Порты ввода/вывода:
- 12 16-разрядных порта
Интерфейсы отладки:
- JTAG, SWD, Trace, Boundary scan
Корпус:
- Корпус BGA 400 - 8115.400-1 (21x21 мм)

Актуальную версию Руководства Пользователя (РП) можно скачать с bitbucket, пока что.

Структурная схема, фото и чертеж корпуса прилагаются.
Вложения
фото400.png
фото400.png (3.89 МБ) 1675 просмотров
структурная400.png
структурная400.png (854.57 КБ) 1675 просмотров
корпус400.png
корпус400.png (1.09 МБ) 1675 просмотров

novikovfb
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 01 сен 2011, 15:09

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение novikovfb » 10 дек 2018, 13:49

Роскошно. Но spacewire подразумевает стойкость к излучениям космического пространства. Что-нибудь будет в этом направлении?

AlexKhoroshko
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 07 фев 2019, 15:05
Предприятие: АО НПП "Стрела"

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение AlexKhoroshko » 24 мар 2019, 01:18

Мы запросили от НИИЭТ данные по этому изделию, получили даташит и примерили к своему проекту.
Первые впечатления.
Делаем систему автоматического управления для беспилотного летательного аппарата в интересах министерства обороны.
Должен сказать, что микроконтроллер шикарный! Мы ранее использовали 1921ВК01Т с внешней памятью как центральный вычислитель, миландр 1986ВЕ3Т как интерфейсный. Плюс был отдельный вычислитель на некоторые обособленные задачи. Сейчас всё влазит в один микроконтроллер - я ожидаю настолько серьезный прирост производительности, что с чистой совестью могу отказаться от отдельного вычислителя. Прибор стал, по предварительным прикидкам, как минимум на 50% легче.
SpaceWire - это находка. Нам нужно очень быстро пересылать данные между каналами системы (она резервированная, каналы должны содержать одинаковые данные), 2 канала SpaceWire идеально подходят.
Очень приятно, что я смог назначить выводы для всего, что мне надо - 2 дублированных МКИО, внешнее ОЗУ от миландра 16бит 2 мегабайта, все uart, все spacewire, несколько АЦП, все CAN - и упёрся только пару раз в то, что ножка была занята и надо было переназначить.

Вопросы:
1. Вы испытывали его на термоциклирование в запаянном состоянии? Керамика имеет сильно отличающийся коэффициент теплового расширения от FR4, боюсь шарики поотрывает буквально за несколько циклов. Имеете ли опыт с FR5? У него коэффициент расширения близок к керамике, подумываем в его сторону. Хотел бы услышать коментарии.
2. Очень сильно не хватает данных по токопотреблению. Не сказано, сколько потребляет ядро по 1.2В, не сказано, как составные части МК влияют на потребление. Последнее - терпимо, а вот потребление по 1.2В очень сильно нужно знать.
3. Очень прошу - измерьте и укажите в даташите, какое напряжение на выводах GPIO будет при малом токе нагрузки. Многие отечественные интерфейсные микросхемы требуют минимум 2.5В на входе при токе в единицы микроампер. Микроконтроллер изготовлен по технологии КМОП, поэтому должен это обеспечивать, но я вижу одну цифру в даташите - напряжение питания минус 0.9 вольта при максимально разрешенном токе вывода. Если подходить формально, я должен контроллер со всех сторон увесить преобразователями уровня, что на нет сводит преимущества по размеру изделия.
4. Не совсем понятны требования по питанию. Мы бы запитали 3.3В и 1.2В от LDO, подключенных к 5В. При подаче питания, напряжения ядра и Uсс1 будут идти одинаково до 1.2В, после чего напряжение ядра остановится, а напряжение Uсс1 продолжит путешествие вверх. При снятии питания будет так же, в обратную сторону. Такое поведение, по-моему, противоречит таблице предельно допустимых электрических режимов эксплуатации (Uсс1 не менее 3В во включенном состоянии). Был бы рад выслушать коментарии.
5. Есть фраза "Запрещено подавать напряжение на функциональные выводы при выключенном питании микроконтроллера". Меня это очень расстраивает - согласно этому требованию, у меня нет никакой возможности защититься от статики (нужно выдерживать разряд 15кВ), если выводы контроллера торчат наружу прибора (за исключением, в порядке юмора, замыкания на землю контактом реле). Есть ли возможность, что напряжение всё таки можно подавать, на милисекунды? Хотя бы VCC+1В (1В - на прямое падение напряжения на диоде). В рабочем состоянии ограничение VCC+0.6В тоже мучительно сложно реализовать - у нас нет малогабаритных отечественных диодов Шоттки.
6. Меня слегка беспокоит Рисунок 3.1 – Схема соединения блоков внутри блока коммутации. I-CODE и D-CODE не подключены к ОЗУ1 и ОЗУ2. Означает ли это, что я всё таки смогу оттуда считывать инструкции и данные напрямую, но доступ будет медленней? Если да, то на сколько? Если нет, то какие функции памяти будут доступны?

Пожелания:
1. Сделать в следующих (я подозреваю, что не в рамках 1921ВК028) изделиях выводы 5V-tolerant. В моих условиях ставить резисторные делители неприятно - это доп масса за счет увеличения размеров, плюс резисторы Р1-12 с ВП стоят около 500р за штуку. Плюс, такие выводы бы очень облегчили мне задачу защиты от статического электричества.
2. Немножко жаль, что не кэшируется внешняя ОЗУ. Понятно, реализовывать еще одну кэш под редко используемый функционал может быть и не целесообразно, но мне было бы спокойней в плане производительности, если бы кэш был.

Резюме:
Потенциально крайне хорошее изделие. Беспокоит не доведенность изделия до поставок с приемкой ОТК, а также полное отсутствие errata - с трудом верится, что столь сложное изделие было сделано идеально. Как я вижу, периферии отличаются от 1921ВК01Т, несколько страшно - не окажется ли какая-либо периферия близкой к полной неработоспособности (как это было с CAN у миландра в их ВЕ92)?
В целом, микроконтроллер настолько серьезно улучшает характеристики нашего изделия, что мы всерьез рассматриваем вариант заложиться на него, осознавая наличие рисков. Нам было сообщено, что есть возможность получить во временное пользование отладочную плату (хотя я бы предпочел купить) - это поможет снять ключевые опасения.

AlexKhoroshko
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 07 фев 2019, 15:05
Предприятие: АО НПП "Стрела"

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение AlexKhoroshko » 24 мар 2019, 12:39

Коллеги, оказалось, что мне специалист НИИЭТ выслала не последнюю версию руководства пользователя. Я нашел ссылку на bitbucket в соседней теме и в новой версии есть ответы на вопросы 2, 4. По п. 4 теперь написано, что нужно запитывать ядро в последнюю очередь. Не удобно, конечно, но вопрос решаемый.

prostoRoman
Сообщения: 45
Зарегистрирован: 11 июл 2014, 15:06

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение prostoRoman » 24 мар 2019, 23:45

AlexKhoroshko писал(а):
24 мар 2019, 12:39
По п. 4 теперь написано, что нужно запитывать ядро в последнюю очередь. Не удобно, конечно, но вопрос решаемый.
Есть подозрение, что ноги этого требования растут из невозможности определения МК своего режима работы в случае, когда ядро уже запущено, а порты(периферия) ещё не могут функционировать нормально вследствие переходного процесса подачи питания.
Если это верно, то монитор питания, удерживающий сигнал сброса МК в активном состоянии на время переходного процесса по цепи 3,3 В, решает проблему довольно безболезненно.
Удачи!

bkolbov
Сообщения: 226
Зарегистрирован: 14 дек 2015, 11:37
Предприятие: АО НИИЭТ
Откуда: Воронеж

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение bkolbov » 25 мар 2019, 10:29

AlexKhoroshko писал(а):
24 мар 2019, 01:18
Мы запросили от НИИЭТ данные по этому изделию, получили даташит и примерили к своему проекту.
Первые впечатления.
...
Добрый день! Спасибо за развернутый комментарий!
На все вопросы я сходу ответить не смогу - нужно время.
1. Вы испытывали его на термоциклирование в запаянном состоянии? Керамика имеет сильно отличающийся коэффициент теплового расширения от FR4, боюсь шарики поотрывает буквально за несколько циклов. Имеете ли опыт с FR5? У него коэффициент расширения близок к керамике, подумываем в его сторону. Хотел бы услышать коментарии.
У нас такие испытания не проводятся. Мы на термоциклировании проверяем целостность самого изделия (его корпуса и т.п.), а не прибора/конструкции, коим уже является распаянный на плате мк.
2. Очень сильно не хватает данных по токопотреблению. Не сказано, сколько потребляет ядро по 1.2В, не сказано, как составные части МК влияют на потребление. Последнее - терпимо, а вот потребление по 1.2В очень сильно нужно знать.
ОКР еще не сдан и все электрические параметры еще уточняются вместе с текущей разработкой ТУ. Как только она будет завершена - все параметры будут перенесены в ТО и РП.
6. Меня слегка беспокоит Рисунок 3.1 – Схема соединения блоков внутри блока коммутации. I-CODE и D-CODE не подключены к ОЗУ1 и ОЗУ2. Означает ли это, что я всё таки смогу оттуда считывать инструкции и данные напрямую, но доступ будет медленней? Если да, то на сколько? Если нет, то какие функции памяти будут доступны?
ОЗУ1, ОЗУ2 доступны по S-шине и в них можно как хранить данные так и исполняемый код. Доступ будет медленней, верно. Количественную оценку не проводили, но есть результаты CoreMark при исполнении из флешки с кэшами - могу скинуть.
Как я вижу, периферии отличаются от 1921ВК01Т, несколько страшно - не окажется ли какая-либо периферия близкой к полной неработоспособности (как это было с CAN у миландра в их ВЕ92)?
На самом деле, периферия практически идентична ВК01Т, и чаще всего отличается либо в сторону местами расширенной функциональности либо в сторону пофикшенных багов. Наиболее крупные изменения претерпел блок АЦП, но идеалогия работы (автоматизация через секвенсоры, цифровые компараторы) та же.
Честно говоря, я не знаю что там было у Миландра, но здесь - все квадратики на структурной схеме фукнционируют :)
1. Сделать в следующих (я подозреваю, что не в рамках 1921ВК028) изделиях выводы 5V-tolerant.
К сожалению, не думаю что это возможно.
2. Немножко жаль, что не кэшируется внешняя ОЗУ. Понятно, реализовывать еще одну кэш под редко используемый функционал может быть и не целесообразно, но мне было бы спокойней в плане производительности, если бы кэш был.
Вам необходимо исполняться из ОЗУ? Или вы хотите кэшировать данные?

P.S. Также написал Вам в ЛС, посмотрите пожалуйста.

Аватара пользователя
Лашкевич
Сообщения: 193
Зарегистрирован: 13 май 2015, 13:10
Предприятие: ООО "НПФ Вектор"
Откуда: Москва
Contact:

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение Лашкевич » 25 мар 2019, 11:45

Мы (фирма "НПФ ВЕКТОР") тестируем в данный момент микроконтроллер 1921ВК028, запустили на нем проект motorcontroldemo для управления электродвигателями, пока всё работает. Пока есть некоторые замечания только по заголовочным файлам. Двигатель крутится, проблем не обнаружили, старые баги пофикшены. АЦП гораздо точнее 1921ВК01Т. Применительно к 1921ВК01Т код выполняется из оперативки примерно на 20% медленнее чем из флеша.
С уважением,
Лашкевич Максим.
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.
http://motorcontrol.ru/

Александр
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 03 июл 2017, 09:28
Предприятие: ЛЭМЗ

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение Александр » 02 апр 2019, 13:03

Добрый день! Когда планируется старт продаж и 5 приемка?

bkolbov
Сообщения: 226
Зарегистрирован: 14 дек 2015, 11:37
Предприятие: АО НИИЭТ
Откуда: Воронеж

Re: Новый Cortex-M4F микроконтроллер в BGA400 корпусе

Сообщение bkolbov » 02 апр 2019, 16:01

Добрый день!

До сдачи ОКР (июль 2019), полагаю, продаваться не будет. Однако, как это обычно бывает, возможны варианты с получением тестовых образцов - нужно обратиться в маркетинг, например, через форму обратной связи на сайте.

Dimqin
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 15 фев 2019, 13:23
Предприятие: ПАО "Силовые машины"

1921ВК028

Сообщение Dimqin » 11 апр 2019, 11:09

Вышел новый процессор семейства 1921. По описанию, довольно сильный.
Пытаюсь нарисовать эл.схему с применением порта АЦП. Руководство пользователя довольно подробное, но по входным цепям, да и, вообще, по электрическим и временным характеристикам информация отсутствует. В частности, меня интересует:
1. Какая RC-цепочка должна быть на аналоговом входе АЦП, как номиналы цепочки должны меняться в зависимости от частоты преобразователя?
2. Каково время преобразования.

Кто подскажет?

Ответить

Вернуться в «32-разрядные микроконтроллеры на ядре ARM Cortex»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость