32-Bit-MCUs - Vorteile durch konsequente Anwendungsoptimierung

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Effiziente Entwicklungsunterstützung

Bei allen modernen Anwendungen nimmt die Software-Komplexität zu. Um die Peripherie optimal zu nutzen, sind oftmals komplexe Algorithmen erforderlich. Also ist eine effiziente Software-Entwicklungsumgebung gefragt. Von einer modernen Entwicklungsumgebung werden neben leistungsstarken Compilern, Debuggern oder Flash-Programmern auch Tools zur Steigerung der Design-Produktivität gefordert. Idealerweise wird eine automatische Code-Generierung mit vordefinierten und getesteten Software-Komponenten („Apps“) unterstützt. Damit lassen sich die benötigten Ressourcen automatisch und fehlerfrei auf dem Chip zuweisen.

Bild 4: Einfache Realisierung einer BLDC-Motorsteuerung mit DAVE.
(Qiu Hairuo (IFAG ATV MC IMM PM))

DAVE ist eine kostenlose, Eclipse-basierte Software-Entwicklungsplattform für die XMC1000- und auch die XMC4000-Familie (Bild 4). Sie beinhaltet einen Satz an kostenlosen Entwicklungs-Werkzeugen und unterstützt die automatische Code-Generierung mittels vordefinierter und getesteter Software-Komponenten – den sogenannten DAVE Apps. Im Gegensatz zum herkömmlichen Ansatz mit Bibliotheken und Programm-Beispielen sind die DAVE Apps abstrakter und erlauben die einfache grafische Kombination mehrerer DAVE Apps. Damit können die Hardware-Ressourcen automatisch und fehlerfrei auf dem Chip abgebildet werden.

Zusammen mit DAVE stehen zahlreiche Apps zum Herunterladen zur Verfügung. Sie unterstützen u.a. Ethernet-, TCP-IP-, File-System- und Datenintegritäts- sowie Verschlüsselungs-Lösungen. Weitere verfügbare Apps umfassen die PWM-Generierung, verschiedene Zähler- und Timer-Anwendungsfälle, Takt-Konfigurierung, Interrupt-Handling oder DMA-Konfigurierung (Direct Memory Access). Zusätzliche Apps werden kontinuierlich ergänzt und decken einen weiten Applikationsbereich ab – einschließlich der kostenlosen Unterstützung von Echtzeit-Betriebssystemen und des CMSIS RTOS API (Application Programming Interface).

Da DAVE eine offene Plattform darstellt, ist eine einfache Erweiterung und Adaptierung möglich: Neben kostenlosem Compiler, Linker, Debugger und Flash-Loader stehen Plug-Ins für kommerzielle Tool-Anbieter zur Verfügung. So können Anwender mit ihrer vertrauten Design-Umgebung (IDE) arbeiten und die Vorzüge der automatischen Code-Generierung von DAVE ohne Einschränkungen nutzen.

Maßgeschneiderte Applikations-Kits

Bild 5: Das XMC1000 Motor Control Kit unterstützt unterschiedliche Motorregelungs-Schemata.
(Infineon)

Um das Zusammenspiel von Leistungshalbleitern, Sensoren, Mikrocontrollern und der Steuerungs-Software so einfach wie möglich optimieren zu können, sind anwendungsoptimierte Referenzdesigns oder Applikations-Kits sehr hilfreich. Der Vorteil für den Anwender ist, dass die Komponenten aufeinander abgestimmt sind und er sofort mit seiner anwendungsspezifischen Anpassung beginnen kann. Eine einfache Evaluierungsmöglichkeit für die XMC1000-Produkte bieten die sogenannten Boot Kits, die es für jede der drei Produktserien gibt.

Das XMC1000-Motor-Control-Applikations-Kit (Bild 5) umfasst ein Mikrocontroller-Board mit einem XMC1300 und einem Segger J-Link Debug-Interface. Mitgeliefert wird auch ein entsprechendes Motor-Board (12 V bis 24 V, bis zu 3 A). Auf dem Board befindet sich ein 3-Phasen-Motor (24 V, 15 W) mit Hall-Sensoren; optional ist eine Drehgeber-Schnittstelle erhältlich. Zum Kit gehört auch eine Stromversorgung (24 V, 1 A). Es werden unterschiedliche Motorsteuerungs-Schemata unterstützt: V/f Open Look, block- oder sinusförmige Kommutierung mit Hall-Sensoren oder sensorlos, sowie feldorientierte Regelung (FOC) mit Hall-Sensoren, Encoder oder sensorlos. Auf der Software-Seite steht die Entwicklungsumgebung DAVE sowie Apps für die unterschiedlichen Motorregelungen zur Verfügung.

Bild 6: XMC1000 LED Lighting Kit mit LED-Boards für RGB- und weiße LEDs.
(Infineon)

Auch LED-Anwendungen werden mit einem maßgeschneiderten Kit unterstützt (Bild 6). Es beinhaltet einen XMC1200-Mikrocontroller mit 200-KB-Flashspeicher und ebenfalls den Segger J-Link. Zum Lieferumfang gehören zwei LED-Boards: eine Colour LED-Card und eine White LED-Card. Erstere ist mit drei RGB-LEDs (10 mA), DALI-, DMX- und RF-Schnittstellen sowie einem Umgebungslicht-Sensor ausgestattet. Die zweite Karte enthält 20 weiße LEDs in vier Strings (20 mA), unterstützt DALI bzw. RF und bietet neben dem Umgebungslicht- auch einen Temperatur-Sensor.

Eine Mikrocontroller-Architektur mit zielgerichteter Peripherie für bestimmte Applikationen, eine weitgehend automatisierte Entwicklungsumgebung und praxisgerechte Evaluierungskits machen ein modernes anwendungsoptimiertes MCU-Systemdesign aus. Mit der XMC1000-Architektur, der Entwicklungsumgebung DAVE und den DAVE Apps sowie dedizierten Applikationskits steht eine anwendungsoptimierte Lösung für eine schnelle und sichere Designumsetzung Lösung zur Verfügung.

* Dirk Heinen ist Product Marketing Manager im Bereich Industrie-Mikrocontroller bei Infineon Technologies in Neubiberg.

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