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打造環(huán)保世界,,TI Concerto完美實現(xiàn)控制+連接演繹動聽協(xié)奏曲

2011-06-27
作者:電子技術應用網(wǎng):陳穎瑩

   Concerto知道是什么意思嗎?答案是——協(xié)奏曲,。這也是德州儀器(TI)最新雙核MCU的名字,。之所以叫這個名字,,我想應該是因為它物如其名,可以很好的協(xié)調(diào)一些應用,。

   近日,,德州儀器半導體事業(yè)部C2000業(yè)務拓展經(jīng)理陳思儒向記者揭示了Concerto的奧秘。陳經(jīng)理首先給記者看了一段視頻(http://wldgj.com/video/487.html),,簡明扼要地闡述了該Concerto的四大目標應用領域,,即家用電器電機變速控制、混合動力電動汽車,、數(shù)字電源以及太陽能逆變器,。這些領域全都與“十二五”規(guī)劃有關,能夠很大程度上節(jié)能減排,,讓世界更環(huán)保,。

   陳經(jīng)理打了個比方,如果使用智能電表,、效率更高的HVAC 及照明,、能智能充電的電動汽車,進行更好的測量和查驗,,優(yōu)化電壓分配,,支持太陽能及風力發(fā)電,以上這些加起來,,將給美國節(jié)省12.06%左右的能源,,折合成現(xiàn)金就是524億美元。這對人口眾多,、資源有限的中國絕對是一件十分具有誘惑力的事情。

   如何做到以上這些呢,?控制+連接是一個很好的解決方案,。TI基于其C2000系列在馬達控制、數(shù)字電源等實時控制領域15年的豐富經(jīng)驗,,推出了集成C28x內(nèi)核和ARM Cortex-M3內(nèi)核的雙核Concerto MCU,。其中,C28x內(nèi)核用于密集型處理的實時控制,Cortex-M3用于主機通信,,如做中斷,、與外設的連接等。

   在此之前,,對MCU的一般性挑戰(zhàn)是:在理想控制與主機通信之間進行權衡折衷,,Concerto則消除了這些憂慮,兩個子系統(tǒng)各自獨立地完成自己的主要任務,。這種單芯片解決方案降低了復雜度,,處理器之間快速的通信縮短了延遲。

    圖1為Concerto內(nèi)部架構圖,。其中,,控制子系統(tǒng)以C28x為核心完成精確控制,其具有業(yè)界領先的計算能力,、擴展指令集,、業(yè)界最高分辨率PWM、低延遲控制環(huán)路,、實際的模塊化控制軟件,、高速精準型模擬以及高度靈活的控制架構。主機子系統(tǒng)負責穩(wěn)健的通信,,具有非常完整的外設,,如以太網(wǎng)、CAN,、I2C,、USB、UART等,。主機子系統(tǒng)實現(xiàn)了開發(fā)人員的生態(tài)環(huán)境,,負責操作系統(tǒng)、中間件,、軟件(SW) 基礎結構,。此外,主機子系統(tǒng)還有一些附加功能,,如自然用戶界面,、運動模式和安全性。從圖1也可以看出,,有一個共享區(qū),,可以讓兩個單獨運行的子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。

  圖1 Concerto內(nèi)部架構圖

   以能耗較高的工業(yè)自動化領域為例,,使用Concerto意味著控制子系統(tǒng)可以實現(xiàn)變速電機控制(轉矩和轉速),、多種電機以及精確感測;而主機子系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時操作系統(tǒng)、通信橋接器,、運動模式和系統(tǒng)管理,。再來看看Concerto在服務器群的應用,控制子系統(tǒng)可以用來完成功率轉換(AC/DC),、多個電壓軌及負載,、驅動高效拓撲和電源保護;主機子系統(tǒng)可以用來進行系統(tǒng)管理,、負載平衡以及診斷系統(tǒng),。就這樣,Concerto十分完美的協(xié)調(diào)了控制和連接功能,,最大程度的實現(xiàn)環(huán)保,。

    陳經(jīng)理還特意強調(diào)了Concerto的安全特性。(1)錯誤檢測及校正,。高達1 MB 的閃存及具有糾錯(ECC) 能力的132KB RAM,;在CAN 和中斷寄存器上提供了奇偶校驗功能,循環(huán)冗余檢驗(CRC),;用于過流及過壓保護的比較器,。(2)功能冗余。具有兩個內(nèi)核,,因而允許每個內(nèi)核檢驗另一個內(nèi)核以確保功能得到準確執(zhí)行,;兩個ADC 提供了可靠監(jiān)視輸入測量的能力;兩個時鐘用于備份,;多個系統(tǒng)看門狗,。例如,主機子系統(tǒng)檢測控制子系統(tǒng)是否穩(wěn)定,,而控制子系統(tǒng)也可以反過來監(jiān)測主機子系統(tǒng),,即可以互相偵測或互相幫忙,并且同時做備份,,這在汽車電子上會用的比較多,。(3)保護特性。在GPIO 和寄存器上提供了鎖定保護功能,;用于軟件知識產(chǎn)權(IP) 保護的內(nèi)存保護,;永久禁用JTAG 以提供防盜保護。這些保護特性可以讓企業(yè)避免一些由于工程師跳槽帶來的風險,。

    此外,,與使用TI很多產(chǎn)品一樣,用戶可以輕松地擴展設計并專注于差異化,。因為在整個C2000 平臺上提供了兼容性,以最大限度地提高代碼的重復使用率;明確分區(qū)的軟件基礎架構,;模塊化的controlCARD與專用套件相兼容,。

   最后,陳經(jīng)理還向記者展示了Concerto在其目標應用之一——太陽能逆變器中應用的結構框圖,,如圖2所示,。由于兩個子系統(tǒng)是單獨運行的,所以在同一時間內(nèi),,電池系統(tǒng)的控制加與不加可以看具體應用,,可以掛在電網(wǎng)里,也可以直接提供外面的電源,、電壓控制,,所有這些TI都有系列的解決方案。

圖2  Concerto在太陽能逆變器中應用的結構框圖

   正如Piccolo,、Davinci,、Sitara一樣,Concerto不但名字好聽,,性能也有其獨到之處,,相信也能像TI其他嵌入式處理器一樣,獲得用戶的廣泛認可,,演繹出動聽的協(xié)奏曲,。

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