Industrijsko oblikovanje in krmiljenje motorja z uporabo FPGA SoC
Pri izbiri naprave v industrijskem sistemu je treba upoštevati več dejavnikov, med drugim: uspešnost, stroški inženirskih sprememb, čas na trg, kadrovske spretnosti, možnost ponovne uporabe obstoječih IP / knjižnic, stroški nadgradenj na področju ter nizka poraba energije . poceni.
Nedavni dogodki na industrijskem trgu so povzročili potrebo po visoko integriranih, visoko zmogljivih napravah FPGA z nizko močjo. Oblikovalci raje komunicirajo z omrežnimi komunikacijami, ne pa s komunikacijami peer-to-peer, kar pomeni, da so za komunikacijo morda potrebni dodatni kontrolorji, kar posredno poveča stroške BOM, velikost plošče in povezane stroške NRE (enkratni strošek).
Skupni stroški lastništva se uporabljajo za analizo in oceno stroškov življenjskega cikla nabave. Gre za razširjen nabor vseh neposrednih in posrednih stroškov, povezanih z načrtovanjem, vključno s stroškom inženiringa, stroški namestitve in vzdrževanja, stroški izdelave računov (BOM) in stroškom NRE (R & R). Ob upoštevanju dejavnikov na ravni sistema je mogoče zmanjšati skupne stroške lastništva, kar ima za posledico trajnostno dolgoročno donosnost.
Microsemi ponuja naprave SmartFusion2 SoCFPGA s trdimi jedri ARM Cortex-M3 mikrokontrolerji in IP integracijo v stroškovno optimiranem paketu s funkcijami, ki zmanjšujejo velikost BOM in velikosti plošče. Pri nizki porabi energije in širokem temperaturnem razponu te naprave zanesljivo delujejo v ekstremnih pogojih brez ventilatorja. Arhitektura SmartFusion2 SoC FPGA združuje trdi jedro ARMCortex-M3IP s tkanino FPGA za večjo fleksibilnost oblikovanja in hitrejše trženje. Microsemi ponuja ekosistem številnih večosnih motoričnih referenčnih modelov in IP za razvoj algoritma za nadzor motorja, s čimer se lažje premika iz večprocesorskih rešitev v rešitve z eno napravo (npr. SoCFPGA).
Dejavniki, ki vplivajo na TCO
V nadaljevanju so navedeni nekateri dejavniki, ki vplivajo na sistem TCO.
(1) Dolg življenjski cikel. FPGA je mogoče reprogramirati po uvajanju na terenu, ki podaljšuje življenjski cikel izdelka, tako da se oblikovalci osredotočijo na razvoj novih izdelkov in dosegajo hitrejši čas na trgu.
(2) BOM. Mikronove FPGA-ji na osnovi bliskavice ne zahtevajo zagonskega PROM-a ali bliskovnega MCU-ja za nalaganje FPGA ob vklopu, temveč so naprave z ničelnim nivojem neprepustne / instant-on. Za razliko od naprav SRP na osnovi FPGA, Microsemi-based FPGA-ji na osnovi bliskavice ne potrebujejo dodatnega monitorja za vklop, ker se stikala za bliskavico ne spreminjajo z napetostjo.
(3) Čas do trženja. Intenzivna konkurenca med proizvajalci originalne opreme nujno zahteva večjo diferenciacijo izdelkov in hitrejši čas na trgu. Dokazani IP-moduli dramatično zmanjšujejo čas načrtovanja. Zdaj je mogoče zagotoviti več modulov IP za gradnjo industrijskih rešitev, medtem ko je več modulov v razvoju. Druga edinstvena prednost, ki jo SoC dokazuje, je, da se lahko uporablja za odpravljanje napak FPGA. Da bi odpravili napako FPGA, se podsistem mikrokrmilnika lahko uporablja za pridobivanje informacij iz FPGA prek vmesnika za hitro odpravljanje napak.
(4) Stroški inženirskega orodja. V nasprotju s dragim konceptom razvojnih orodij FPGA, Microsemi ponuja brezplačen LiberoSoCIDE za razvoj FPGA, ki se plača samo pri razvoju vrhunskih naprav.
Industrijski pogonski sistem
Industrijski pogonski sistem je sestavljen iz naprave za krmiljenje motorja, ki vsebuje logiko in logiko zaščite, ki poganja pretvornik, in komunikacijsko napravo, ki nadzornemu nadzornemu organu omogoča inicializacijo in spreminjanje parametrov izvajanja.
V tipičnem pogonskem sistemu (slika 1) se lahko za implementacijo logike pogona uporabljajo več krmilnih naprav. Ena naprava lahko izvaja izračune, povezane z algoritmi za nadzor motorja, druga naprava pa lahko izvaja naloge, povezane s komunikacijo, in tretja naprava lahko izvaja naloge, povezane z varnostjo.
