مدونة الشركة حول توفيرات إلكترونيات مينغجيادا TI TMS5700914 MCU السلامة: تحليل متعمق لأجهزة الطرفية ASIL D المعتمدة والتحكم في المحرك

مقدمة:في التطبيقات الحرجة للسلامة مثل القيادة الكهربائية، التحكم في الفرامل، ومحولات القيادة الكهربائية،مستوى السلامة الوظيفية ودقة التحكم في الوقت الحقيقي للمتحكمات الدقيقة يحدد مباشرة ما إذا كان النظام يمكن أن يمر بشهادة OEMالـ TI HerculesTM TMS570LS0914 (المشار إليها عادة باسمTMS5700914) ، مع بنية ARM Cortex-R4F الثنائية ، وموافقة ISO 26262 ASIL D / IEC 61508 SIL 3 معتمدة من TÜV SÜD ، ومزيج من ePWM و eCAP و eQEP ،وأصبحت إدارة التحكم المزدوجة ذات 12 بت خيارًا معتمدًا لـ MCU لتصميم الإلكترونيات الأمنية للسيارات"منغجيادا إلكترونيكس" منذ فترة طويلة تزودنا بأصليّة في المخزونTMS5700914APZQQ1(LQFP-100) ، وتوفير دعم مستقر لسلسلة التوريد للمشاريع الحرجة للسلامة.

I. تحديد موقع المنتج: Hercules TM MCU ، مصممة للسيطرة في الوقت الحقيقي على الأمن الحرج

TMS570LS0914 ينتمي إلى سلسلة TI ′s Hercules TMS570 من أجهزة التحكم الدقيقة ARM Cortex-R ذات الأداء العالي للسيارات.فلسفة تصميمها ليست مبنية على تعظيم قوة الحوسبةولكن بدلاً من ذلك على فشل قابلة للإدارة: من وحدة المعالجة المركزية إلى الذاكرة ، من الساعة إلى الأجهزة الطرفية ، يتم بناء مسار البيانات بأكمله حول تغطية التشخيص وقدرات استجابة الأخطاء.هذا الجهاز مخصص للتطبيقات التي يمكن أن يهدد فيها العطل سلامة الإنسانلذلك، فإن اكتمال بنية السلامة الوظيفية لها هو أكثر أهمية من مجرد معايير الأداء.

II. الميزات الأساسية: معمارية القفل مزدوجة النواة ، ذاكرة ECC ، ومصفوفة التحكم في المحركات المحيطية

2.1 هيكل قشرة القشرة المزدوجة R4F Lockstep و ASIL D / SIL 3 شهادة

حجر الزاويةTMS5700914الأمان الوظيفي لـ ARM هو وحدة المعالجة المركزية ARM Cortex-R4F المزدوجة التي تعمل في lockstep: كل من النواة تنفذ نفس تدفق التعليمات ، ومقارنات الأجهزة تقارن باستمرار مخرجاتها.إذا تم اكتشاف انحراف، يتم تشغيل استجابة على مستوى النظام من خلال وحدة إشارة الخطأ. هذه الهندسة المعمارية ، جنبا إلى جنب مع اختبار الذات المدمج (BIST) لـ CPU و RAM ، ECC لمواجهات Flash و RAM ،ومراقبة الجهد والساعة، تشكل جوهر سلسلة التشخيص على الشريحة.

وقد حصلت Hercules TMS570LS0914 على شهادة TÜV SÜD، مما يثبت قدرتها على تلبية متطلبات ISO 26262 ASIL D و IEC 61508 SIL 3.ويمكن أن تدعم مباشرة تطوير وتصديق تطبيقات السلامة الوظيفيةبالنسبة للأنظمة المطلوبة لتلبية ASIL D ، هذا يعني أن جزءًا كبيرًا من عمل تبرير السلامة قد تم الانتهاء منه بالفعل على مستوى الشريحة ،الحد بشكل كبير من العبء الأولي للتصديق على مستوى النظام.

يحتوي وحدة المعالجة المركزية نفسها على خط أنابيب من 8 مراحل بقدرة معالجة 1.66 DMIPS / MHz.إنه يدمج وحدات الفقرة العائمة ذات الدقة المزدوجة والوحدة العائمة ذات الدقة المزدوجة ويعمل بسرعة ساعة النظام القصوى 160 ميغاهرتز، والحصول على توازن بين السلامة والأداء في الوقت الحقيقي.

2.2 النظام الفرعي للذاكرة مع ECC و EEPROM التناظرية

تكوين الذاكرة يتناول مباشرة متطلبات سلامة البيانات الحرجة للسلامة:

1 ميجابايت من فلاش محمية بواسطة ECC لتخزين رمز البرنامج.

128 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي المحمية بواسطة ECC للبيانات أثناء التشغيل؛

64 كيلوبايت من فلاش تستخدم كـ EEPROM التناظرية، مع حماية ECC أيضًا، مناسبة لتخزين المعلومات التي تتطلب تخزينًا غير متقلب جدًا موثوقًا به، مثل معايير المعايرة ورموز الخطأ.

يتم حماية جميع مناطق الذاكرة الثلاثة بالكامل بواسطة ECC ، مما يتيح تصحيح أخطاء بت واحدة أثناء التشغيل واكتشاف أخطاء بتين وتشغيل استجابات السلامة ،وبالتالي تجنب التعقيد على مستوى اللوحة المرتبطة بـ EEPROMs الخارجية أو دوائر إضافية لتصحيح الأخطاء.

2.3 مزيج من العداد الزمني وADC لتحكم المحرك

الـTMS5700914تكوين جهاز التحكم في الوقت الحقيقي للجهاز المحيطي مصمم خصيصًا لـ MCUs الحرجة للسلامة:

7 وحدات PWM (ePWM) محسنة: تدعم توليد أشكال موجات تعديل عرض النبض المعقدة مع تكاليف سطحية منخفضة للغاية لـ CPU ؛ يمكن للوحدات مزامنة قواعد وقتها والتفاعل مع N2HET.يحتوي ePWM على مدخل حماية Trip-Zone الذي يعطل بسرعة مخرج PWM في ظل ظروف خطأ مثل التيار الزائد أو الجهد الزائد، منع تلف مرحلة الطاقة.

2 أجهزة توقيت متطورة من الجيل التالي (N2HET): يوفر N2HET1 32 قناة قابلة للبرمجة ، في حين يوفر N2HET2 18.يتم تجهيز كل N2HET بمولد زاوية أجهزة ووحدة نقل مخصصة (HTU)، مما يجعلها مناسبة للمهام التي تتطلب متطلبات صارمة من دقة التوقيت ، مثل فك تشفير الحل والإنتاج PWM.

6 وحدات التقاط المحسنة (eCAP) و 2 وحدات تشفير التربيع المحسنة (eQEP): تستخدم لالتقاط الطوابع الزمنية للحدث الخارجي وتغذية الملاحظات عن موقع الدوار المحرك.

أجهزة ADC مزدوجة ذات عدة عازلات 12 بت: يوفر ADC1 24 قناة ، يوفر ADC2 16 قناة ، مع 16 قناة مشتركة ، ما مجموعه 64 عازلة نتيجة مع حماية التكافؤ.يمكن لوحدة ePWM إنتاج إشارات SOCA / SOCB مباشرة لإطلاق عينة ADC، لتحقيق التزامن على مستوى الأجهزة بين PWM واختيار العينات والقضاء على انحرافات توقيت العينات الناجمة عن تأخير البرمجيات.

2.4 واجهات الاتصال وخيارات الحزمة

يدمج الجهاز ثلاثة أجهزة تحكم CAN (DCAN) ، كل منها مجهز بـ 64 طابور رسالة محمية بالتكافؤ ومتوافق مع CAN 2.0A / B. كما يوفر I2C ، SPI متعدد المخزن (MiDSPI) ،SPI القياسية، و واجهات UART/SCI مع دعم LIN 2.1.TMS5700914APZQQ1هو LQFP (14×14) ذو 100 دبوس يتماشى مع معايير AEC-Q100 للسيارات ويعمل ضمن نطاق درجة الحرارة من 40 °C إلى + 125 °C.

III. سيناريوهات تطبيق نموذجية

3.1 القيادة الكهربائية (EPS)

المتطلبات الأساسية لـ MCU في تطبيقات EPS هي دقة التحكم في الدوران + فشل يمكن التنبؤ به.TMS5700914توفر هيكلة القفل ذات النواة المزدوجة وآلية BIST تغطية التشخيص الذاتي المستمرة في حلقة التحكم في القيادة ؛ واجهة eQEP تقرأ موقع الدوار.يعمل جهاز ePWM على تشغيل جسر المحول ثلاثي المراحل؛ أجهزة التحكم المزدوجة عينة متزامنة في التيارات المرحلية؛ وقطاع التنقل يغلق بسرعة مرحلة الطاقة في حالة حدوث شذوذ.والذي يشكل شهادة لمزيجها من بنية السلامة و أجهزة التحكم في المحرك.

3.2 نظام الفرامل (ABS / ESC)

يتطلب ABS و ESC اكتساب سرعة العجلات ، حساب معدل الانزلاق ، وتشغيل صمام الكهربائي أن يتم في غضون ميلي ثانية.TMS5700914ويقوم وحدة eCAP بتسجيل نبضات أجهزة استشعار سرعة العجلات بدقة؛ وتبادل واجهة CAN لأوامر الفرامل مع شبكة المركبة؛ وN2HET تولد بمرونة تسلسلات محركات صمام الكهربائية؛وتضمن هيكل القفل موثوقية أوامر التحكم في ظل ظروف تشغيل متطرفة.

3.3 محولات HEV/EV وأنظمة إدارة البطاريات (BMS)

في محولات المحركات الكهربائية ، فإن التحكم في وقت الوفاة ePWM ، وحماية الأجهزة من منطقة التنقل ، والعينة المزامنة ADC تشكل نظام تحكم آمن مغلق لمرحلة الطاقة. في BMS ،يحتفظ الجهاز بـ 1 MB Flash و 64 KB EEPROM التناظرية بخوارزميات التحكم وبيانات معايرة البطارية / خطأ، على التوالي ، مع حماية ECC في جميع أنحاء. تتعامل واجهة CAN مع الاتصال مع عقدة تحكم السيارة وعقدة عبيد البطارية.

3.4 أنظمة مساعدة السائق المتقدمة ومراقبة السلامة الصناعية/الفضائية

الـTMS5700914وتشمل قائمة تطبيقاتنا أيضاً أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) ، وكذلك القطاعات ذات متطلبات أمان وظيفية صريحة، مثل الطيران والفضاء والاتصالات السكك الحديدية،والمركبات الأرضيةفي هذه السيناريوهات، لا يوفر الجهاز قوة حاسوبية عالية من الذكاء الاصطناعي، ولكن بدلا من ذلك أساس مراقبة السلامة يمكن التحقق منه.

IV. معلومات عن إمدادات Mingjiada الإلكترونية

منغجيادا الإلكترونيات (شنتشن منغجيادا الإلكترونيات المحدودة) منذ فترة طويلة توفير TI ′s هرقل TMS570LS0914 سلسلة من التحكمات الدقيقة السلامة. وتشمل النماذج الرئيسيةTMS5700914APZQQ1(100-LQFP) ، والذي يتوفر كوحدات جديدة تمامًا أصلية في المخزون مناسبة لتطبيقات التصميم مثل EPS و ABS / ESC ومحولات المحرك الكهربائي و BMS وأجهزة التحكم الصناعية الحرجة للسلامة.للتعرف على حالة المخزونTMS5700914أو اطلب اقتباسات بكميات كبيرة، يرجى الاتصال بفريق خط المنتجات عبر الموقع الرسمي من مينغجيادا.

ملخص:القيمة الأساسية للـ TITMS5700914لا يكمن في سرعته، ولكن في قدرته على تحمل الأخطاء والحفاظ على السيطرة. مع تشغيل Cortex-R4F مزدوج، ECC كامل،ومصفوفة محيطية للتحكم بالمحرك مع ePWM + eQEP + ADCs مزدوجة، فإنه يوفر موثوقية يمكن التحقق منها من الشريحة إلى النظام في التطبيقات الحرجة للسلامة مثل EPS، وفرامل، وأنظمة القيادة الكهربائية.TMS5700914APZQQ1كمنتجات أصلية في المخزون، مساعدة المشاريع الحيوية للسلامة على التغلب على عقبات سلسلة التوريد من التحقق من التصميم إلى الإنتاج الضخم.

العلامات:TMS5700914APZQQ1,TMS5700914APZQQ,TMS5700914APZQ,TMS5700914APZ,TMS5700914AP,TMS5700914A,TMS5700914