Introducción al chip MCU de automatización
El chip MCU de automatización diseñado para el sector de la automatización son unidades de microcontrolador diseñadas para aplicaciones como automatización industrial, hogares inteligentes y fabricación inteligente. Al integrar un núcleo de procesador, memoria, varias interfaces periféricas y módulos de conversión de analógico-a-digital, realizan las funciones principales de detección, computación, control y comunicación dentro de los sistemas de automatización-sirviendo como el verdadero "cerebro" de los equipos de automatización.
Por lo general, integran módulos de hardware especializados (por ejemplo, captura de hardware, salida PWM y conversión analógica-a-digital de alta-velocidad) para eliminar la latencia asociada con el procesamiento puramente basado en software-y cumplir con estrictos requisitos de control-en tiempo real. En términos de arquitectura funcional, las MCU de automatización suelen integrar recursos especializados adaptados a escenarios de automatización. En el nivel central, utilizan predominantemente la arquitectura de la serie ARM Cortex-M, con productos que van desde Cortex-M0/M0+ (para nodos de sensores de gama baja-) hasta Cortex-M3/M4/M7 (para control de movimiento y multitarea de rendimiento medio-a-alto-. La potencia de cálculo abarca desde unos pocos DMIPS hasta más de mil DMIPS, y se adapta a requisitos que van desde un simple control de encendido/apagado hasta un procesamiento algorítmico complejo. En cuanto a la memoria, integran en-chip Flash y RAM que van desde unos pocos kilobytes hasta varios megabytes, satisfaciendo las necesidades de almacenamiento de programas y almacenamiento en búfer de datos de sensores; Algunos productos-de gama alta también admiten la expansión de memoria externa para manejar requisitos de almacenamiento de datos y programas-de mayor escala. A nivel de interfaz periférica, las MCU de automatización integran casi universalmente recursos de interfaz y comunicación comunes a las aplicaciones de automatización: los componentes analógicos incluyen ADC multicanal (resolución de 12- bits o superior), comparadores analógicos y DAC, lo que permite la interfaz directa con sensores que proporcionan salidas analógicas como temperatura, presión y posición; Los componentes digitales incluyen múltiples GPIO y salidas PWM, capaces de accionar directamente actuadores como relés, motores paso a paso y servomotores. En términos de interfaces de comunicación, más allá de los estándares UART, SPI e I2C, admiten ampliamente protocolos de bus industriales comunes en el sector de la automatización-como CAN/LIN, PROFINET, EtherCAT y Modbus-mientras que algunos productos integran módulos Ethernet PHY, Bluetooth y Wi-Fi para admitir redes cableadas e inalámbricas, satisfaciendo así las necesidades de interconexión de dispositivos y carga de datos en el panorama de IoT industrial (IIoT).
Números de modelo específicos de chip MCU de automatización
El microcontrolador AM263x Sitara™ Arm® está diseñado para cumplir con los complejos requisitos de procesamiento en tiempo real-de los productos integrados industriales y automotrices de próxima-generación. La familia de MCU AM263x comprende múltiples dispositivos compatibles pin-pin-pin que cuentan con hasta cuatro núcleos Arm® Cortex®-R5F de 400 MHz. Los subsistemas Arm® R5F se pueden programar para funcionar en modo sincronizado o de doble núcleo, lo que permite varias configuraciones de seguridad funcional. El subsistema de comunicación industrial (PRU-ICSS) admite protocolos de comunicación Ethernet industriales integrados (como PROFINET®, EtherNet/IP®, EtherCAT® y otros), conectividad Ethernet estándar e interfaces de E/S personalizadas. Esta serie está diseñada para futuras aplicaciones de control de motores y energía digital que utilizan sensores analógicos avanzados y módulos de actuación digital.
Múltiples núcleos R5F están organizados en un subsistema de clúster con 256 KB de memoria estrechamente acoplada (TCM) compartida y 2 MB de SRAM compartida, lo que reduce significativamente la necesidad de memoria externa. La confiabilidad se mejora a través de una amplia implementación de ECC en-memoria en chip, periféricos e interconexiones. Los firewalls granulares administrados por un módulo de seguridad de hardware (HSM) permiten a los desarrolladores cumplir con requisitos estrictos para diseños de sistemas críticos-para la seguridad. Los dispositivos AM263x también ofrecen aceleración de cifrado/descifrado y capacidades de arranque seguro.
Especificaciones del chip MCU de automatización
El chip MCU de automatización es el siguiente:
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UPC |
Corteza del brazo-R5F |
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Frecuencia (MHz) |
400 |
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RAM (kbytes) |
2048 |
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tipo de ADC |
5 12-bit SAR |
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Procesamiento total (MIPS) |
0.0004 |
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Características |
CAN, CAN FD, EnDat 2.2, EtherCAT, EtherNet/IP, Ethernet, interfaz de memoria externa, cifrado de hardware (AES/DES/SHA/MD5), I2C, IO-Link, protocolos industriales integrados, Profinet, QSPI, SD/SDIO, SPI, UART |
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UART |
6 |
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PODER (#) |
4 (CAN-FD) |
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PWM (canal) |
64 |
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Seguridad |
Aceleración criptográfica, Gestión del ciclo de vida del dispositivo, Arranque seguro, Depuración segura, Aprovisionamiento seguro |
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Número de canales ADC |
30 |
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SPI |
5 |
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Rango de temperatura de funcionamiento (grados) |
-40 a 105 |
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Clasificación |
Catalogar |
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Interfaz de comunicación |
CAN, CAN-FD, I2C, QSPI, SD/SDIO, SPI, UART |
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Sistema operativo |
BareMetal (sin sistema operativo), FreeRTOS, ThreadX |
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Aceleradores de hardware |
Acelerador matemático trigonométrico |
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IA perimetral habilitada |
Sí |
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Número de GPIO |
140 |
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