Industrijski dizajn i kontrola motora koristeći SoC FPGA

Industrijski dizajn i kontrola motora koristeći SoC FPGA

Postoji nekoliko faktora koji treba uzeti u obzir pri izboru uređaja u industrijskom sistemu, uključujući: performanse, troškove inženjerskih promjena, vrijeme na tržište, kadrovske veštine, mogućnost ponovnog korišćenja postojećih IP / biblioteka, troškove nadogradnje polja i niske potrošnje energije . jeftino.

Nedavni razvoj na industrijskom tržištu doveli su do potreba za visoko integrisanim FPGA uređajima sa niskom snagom. Dizajneri preferiraju mrežne komunikacije, a ne komunikacije od jedne do druge, što znači da će možda biti potrebni dodatni kontroleri za komunikaciju, što indirektno povećava troškove BOM, veličinu ploče i povezane troškove NRE (jednokratni troškovi inžinjera).

Ukupni troškovi vlasništva koriste se za analizu i procjenu troškova životnog ciklusa nabavke. To je prošireni skup svih direktnih i indirektnih troškova vezanih za dizajn, uključujući troškove inžinjeringa, troškove instalacije i održavanja, troškova materijala (BOM) i troškova NRE (R & D) itd. Razmatrajući faktore na nivou sistema, moguće je smanjiti ukupne troškove vlasništva, što rezultira održivom dugoročnom profitabilnošću.

Microsemi nudi SmartFusion2 SoCFPGA uređaje sa hardverskim ARM Cortex-M3 mikrokontrolerima i IP integracijama u optimizovanom paketu sa funkcijama koje smanjuju veličinu BOM i ploče. Uz nisku potrošnju energije i širok opseg temperature, ovi uređaji funkcionišu pouzdano u ekstremnim uslovima bez ventilatora za hlađenje. SmartFusion2 SoC FPGA arhitektura integriše hard core ARMCortex-M3IP sa FPGA tkaninom radi veće fleksibilnosti dizajna i bržeg vremena na tržištu. Microsemi nudi ekosistem višekorisnih referentnih modela kontrole motora i IP za algoritam za kontrolu motora, što olakšava prelazak sa multiprocesorskih rješenja u rješenja za jedno uređaje (npr. SoCFPGA).

Faktori koji utiču na TCO

Slede neki od faktora koji utiču na sistem TCO.

(1) Dug životni ciklus. FPGA se mogu reprogramirati nakon raspoređivanja u polju, što produžava životni ciklus proizvoda, omogućavajući dizajnerima da se fokusiraju na razvoj novih proizvoda i postignu brže vreme na tržištu.

(2) BOM. Micron-ovi FPGA-ovi zasnovani na flešu ne zahtevaju pokretanje PROM ili flash MCU za učitavanje FPGA pri uključivanju, oni su nultalni nivoi nestalih / instant-on uređaja. Za razliku od SRAM FPGA uređaja, Microsemi FPGA na bljeskaloj bazi ne zahtijeva dodatni monitor za napajanje jer se prekidači blica ne mijenjaju uz napon.

(3) Vreme na tržište. Intenzivna konkurencija između OEM-a hitno zahteva veću diferencijaciju proizvoda i brže tržište. Dokazani IP moduli dramatično smanjuju vreme projektovanja. Sada je moguće obezbediti više IP modula za izgradnju industrijskih rešenja, dok se više modula razvija. Još jedna jedinstvena prednost koju SoC pokazuje je da se može koristiti za debagiranje FPGA dizajna. Za debagiranje FPGA dizajna, podsistem mikrokontrolera se može koristiti za ekstrahovanje informacija iz FPGA preko interfejsa za brzo otpuštanje podataka za brzi.

(4) Troškovi inženjerskog alata. Suprotno skupom konceptu FPGA razvojnih alata, Microsemi nudi besplatan LiberoSoCIDE za razvoj FPGA koji plati samo pri razvijanju vrhunskih uređaja.

Industrijski pogonski sistem

Sistem industrijskog pogona se sastoji od uređaja za kontrolu motora koji sadrži logiku i logiku zaštite koja upravlja pretvaračem i komunikacioni uređaj koji omogućava nadzornoj kontroli da inicijalizuju i modifikuju parametre izvršavanja.

U tipičnom sistemu pogona (slika 1), više upravljačkih uređaja se mogu koristiti za implementaciju logike pogona. Jedan uređaj može izvoditi proračune vezane za algoritme za kontrolu motora, drugi uređaj može pokrenuti zadatke vezane za komunikaciju, a treći uređaj može obavljati zadatke vezane za sigurnost.