Microchip推出具有双核功能的新系列微控制器:dsPIC33CH系列

在电力领域,控制监控对于功能和安全原因都非常重要。随着最基本的产品对GUI需求的不断增加,当前微控制器也在努力满足这一需求的行为也就不足为奇了。 Microchip发布了最新系列器件dsPIC33CH,旨在解决这个问题!

 

双核问题

 

当其他代码也需要与它们一起运行时,设计监控系统可能很困难,例如图形用户界面(GUI)处理或电机的功率控制。

 

通常,监控系统的工作是进行测量(速度,电压,电流等),然后将此信息传递给处理器,以确定这些测量值是否超出预期范围。在非危急情况下,这不是问题 - 但是如果监控系统例如监控可能导致严重伤害的高功率电机,则可以了解监控过程是否可以独立运行。

 

这就是双核系统变得有益的原因,因为它们可以同时运行两个进程,其中两个进程不会相互干扰,直到它们都需要访问内存的时候。 

 

Microchip推出具有双核功能的新系列微控制器:dsPIC33CH系列

双核很好直到他们想要使用相同的资源

 

监视缓慢变化的数据非常容易处理 - 但如果正在监视数百千赫兹的一个信号,则监视过程很可能需要经常访问共享RAM。如果另一个核心正在运行GUI,那么将有可能发生总线冲突(当两个进程同时想要使用RAM时),因此处理器将决定哪个进程应该获取访问。 这可能导致监测过程暂停的可能性,这不是一个理想的情况。

 

当不同的工程师团队被分配到设计在同一核心上运行的流程时,双任务环境也很棘手。第一个问题是处理器的所有代码都需要收集在一个位置并一起编译,因为所有代码都将位于同一个内存空间中。这也导致内存冲突的潜在问题,其中两个团队编写汇编程序例程(时间紧急情况通常在汇编程序中处理),两者都使用相同的RAM寄存器位置。

 

当然,两个团队可以在同一个房间里工作,互相询问他们计划使用什么以及它们如何组合在一起 - 但是在这样的环境中工作的任何人都会知道沟通很容易丢失,组织和编写代码一样困难。如果每个团队都可以假装他们使用自己的外设和RAM / ROM在自己的处理器上编写代码,那么就不会出现冲突问题,甚至不需要保持持续的通信。

 

但这是现实世界,这样的处理器不存在......或者它们呢?

 

推出dsPIC33CH系列

 

Microchip宣布推出一系列新型器件dsPIC33CH,旨在解决这一双核问题。这个新系列的设备与其他设备不同,每个内核都有自己的系统,有自己的RAM,ROM和外设,而每个内核可以使用邮箱和FIFO缓冲区相互通信。

 

但是,一个内核被指定为主内核,运行速度为90 MIPS,而二级内核则被指定为主干内核,运行速度为100 MIPS。主内核设计用于处理非关键任务,如GUI处理和用户输入,而从内核旨在处理时间关键任务,如电源控制,电机控制和安全监控。

 

 Microchip推出具有双核功能的新系列微控制器:dsPIC33CH系列

新型dsPIC33CH系列的模块布局

 

dsPIC33CH包括您希望在Microchip产生的主内核中看到的所有外设,包括

 

4通道PWM,最小时基为250ps

1个ADC通道,3.5 MSPS

模拟比较器

外设触发发生器(用户可编程系统,用于协调外设)

可配置逻辑单元(组合逻辑功能,触发器和最多32个输入源)

2个I2C端口

CAN-FD - 用于汽车系统的CAN总线扩展

2个SPI端口

2个UART端口

2个SENT端口(单线接口)

捕获/比较/ PWM

计时器

 

副核具有较少的通信总线(由于其设计用于监视和控制),而是具有三个ADC输入,三个可编程门阵列和八个PWM通道。主内核具有128KB EEC闪存,用于保存主程序,6个DMA端口和16KB数据RAM,这使其可用于运行大型,庞大的程序,而副核具有24KB的程序空间,2个DMA端口和4KB的数据RAM。

 

可能的应用

 

dsPIC33CH系列微控制器可用于许多应用中,安全性至关重要。目前,Microchip认识到微控制器可以带来巨大好处的三个主要领域:数字电源,电机控制和高性能嵌入式系统。

 

数字电源是一个涉及使用数字系统来控制和调节电源的领域。数字电源的一个典型案例是DC / DC降压转换器,它采用较大的一些未调节的DC电压并将其降低到较小的电压(例如,12V至3.3V)。DC-DC转换器非常有用,因为它们非常高效(功率损耗很小),可直接转换为具有更长寿命的冷却设备。但DC / DC电源不是唯一的数字电源; 还有AC / DC数字电源。

 

但是,这些电源存在一些难以解决的问题,包括功率因数校正,但dsPIC33CH不仅能够快速控制整个系统,而且单独的内核可以独立地处理不同的问题。主核可用于使用开关模式电源拓扑来控制来自整流AC电压的输出电压,而副核心可用于功率因数校正。

 

 Microchip推出具有双核功能的新系列微控制器:dsPIC33CH系列

用于空调的dsPIC33CH示例 - 图片由Microchip提供

 

电机控制是dsPIC33CH针对的应用之一,并且由于包含CAN-FD外设,该芯片特别适用于汽车电机控制。汽车行业中常见的电动机包括泵和风扇 - 这些电动机的故障通常会导致汽车损坏。

 

一个似乎完全没有解决的问题是汽车中缺少油位传感器,但dsPIC33CH可能会用来解决这个问题。虽然传感器不能浸入油中(如果这是解决方案,那么它已经完成),可以监测泵功率,如果泵消耗的功率较少,那么可能是由于系统中缺少流体。

 

当然,汽车不仅仅是汽车行业的发动机。 无人机和机器人技术也可以从dsPIC33CH中受益匪浅。无人机因撞击和失效(有时非常惊人)而臭名昭著,其原因通常是其中一个电机旋转太快或不够(这会造成螺旋桨产生的力不平衡)。

 

dsPIC33CH不仅可用于接收无线电传输(以及导航),还可以使从属核心监视每个电机并做出纳秒决定以保持无人机稳定。

 

 Microchip推出具有双核功能的新系列微控制器:dsPIC33CH系列

可能使用主核和副核。 图片由Microchip提供

 

但是,dsPIC33CH设计能否在其他应用中获益?对于答案,只需查找需要并行处理的任何应用程序,其中可靠性是关键。即使在安全性不重要的情况下,完全独立的核心在包括服务器网络的应用中也是非常有益的,其中副核心可用于处理传入网络连接,而主核提供用户接口和监视接入点。集成传感器的汽车可以使用dsPIC33CH为用户提供图形用户界面,同时使用副核处理来自测距传感器的数据。

 

结论

 

dsPIC33CH系列微控制器提供双核系统,其中内核独立工作,但仍可相互通信以确保两个系统均正常工作。包含CAN-FD总线,可编程逻辑阵列和许多外设可确保该微控制器不会错过任何功能,并且两个内核均以90 MIPS工作,这一事实可确保轻松满足当前技术需求。但是这个系统最重要的方面是当工程团队最终聚集在一起时将其独立设计的代码无缝地放到处理器上。

  • Microchip推出具有双核功能的新系列微控制器:dsPIC33CH系列已关闭评论
    A+
发布日期:2019年03月03日  所属分类:工业控制