Motorsteuerungen auf neuer Ebene

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Hinzu kommt Peripherie wie SPI, I2C und UART Serial Ports, bis zu 512 KByte Embedded FlashROM (EFROM), 10/100 Ethernet MAC, Timer, PLLs, Oszillatoren, RTCs und DMA-Controller (PDMA). Der Prozessor und seine Peripherie sind über eine Multi-Layer-AHB-Matrix (Advanced High-Performance Bus) miteinander verbunden (ABM). Die ABM stellt auch den Pfad zur Verfügung, über den Prozessor und Peripherie mit der FPGA-Fabric und den Analogfunktionen kommunizieren können.

Alle SmartFusion-Bausteine enthalten bis zu drei 12-Bit-SAR-A/D-Wandler, die im 12-Bit-Modus mit 500 kSample/s arbeiten können (550 kSample/s im 10-Bit-Modus; 600 kSample/s im 8 Bit-Modus). Jeder Baustein enthält weiterhin pro ADC einen Sigma/Delta-DAC erster Ordnung. Damit wird eine Auflösung von 12 Bit bei 500 kSample/s erreicht.

Prozessor, FPGA-Fabric und Analogfunktionen

Weiterhin enthalten die A/D-Wandler bis zu fünf analoge Signalaufbereitungsblöcke pro Baustein, von denen jeder über zwei Bipolar-High-Voltage-Spannungseingänge, einen Stromsensor mit hoher Verstärkung, einen Temperatursensor mit 0,25 °C Auflösung und zwei Komparatoren verfügt.

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FPGAs mit CPU und Analogfunktionen

SmartFusion-Bausteine ermöglichen die Entwicklung leistungsfähiger Motorsteuerungen auf Einchip-Basis. Die Mixed-Signal-FPGAs enthalten einen 32-Bit-ARM-Cortex-M3-Prozessor und Peripheriefunktionen zur Datenkommunikation über SPI, I2C und UART oder 10/100 Ethernet MAC. Zusammen mit ihren integrierten und konfigurierbaren Analogfunktionen stellen die SmartFusion-Bausteine die branchenweit ersten Lösungen ihrer Art dar.

Statt den Cortex-M3-Prozessor mit Low-Level-Initialisierung und der Steuerung der analogen Eingangsstufe (AFE) zu belasten, enthält SmartFusion eine Analog Compute Engine (ACE), die als zweiter Prozessor arbeitet und z.B. die Auflösung der ADCs einstellt. Außerdem kann die ACE die ADC-Auflösung über der Zeit erhöhen oder absenken sowie Samples von einem zum anderen ADC-Kanal verzögern.

Die SmartFusion-Fabric ist für das MCU-Subsystem wie auch für die ACE zugänglich. Auf der Basis von Actels ProASIC3-Flash-FPGA-Architektur stellt die SmartFusion-Fabric bis zu eine halbe Million System-Gates plus 108 KBit Embedded RAM zur Verfügung. Die Fabric kann über die AHB-Bus-Matrix mit dem MCU-Subsystem kommunizieren.

Die Fabric kann dem Bus gegenüber als Slave oder als Master agieren. Diese Ressourcen können Entwickler verwenden, um zusätzliche Peripherie oder kundenspezifische Funktionen zu realisieren. Anwender haben auch Zugang zu Actels DirectCore-Bibliothek mit über 50 IP-Blöcken und anderen, von unabhängigen Drittanbietern entwickelten IP-Blöcken.

Flash-basierte Bausteine bieten Vorteile

Als Grundlage der SmartFusion-Architektur dient Actels CMOS-Flash-Prozess. Die Bausteine profitieren somit von den Vorteilen der Flash-Technologie. Dazu zählen ein geringer Energieverbrauch sowie Immunität gegenüber Firm Errors. Für Embedded-Entwickler ist wichtig, dass SmartFusion-Bausteine nicht flüchtig sind und eine echte Single-Chip-Lösung mit Live-at-Power-up-Verhalten repräsentieren.

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