基于ARM® Cortex®-M處理器的飛思卡爾新Kinetis V系列MCU和Kinetis電機(jī)套件使電機(jī)控制應(yīng)用的開(kāi)發(fā)更靈活、更快速、更經(jīng)濟(jì)高效

飛思卡爾半導(dǎo)體繼續(xù)拓展其業(yè)內(nèi)最廣泛的ARM微控制器(MCU)組合，推出了新Kinetis V系列的第一批產(chǎn)品家族。該系列針對(duì)電機(jī)控制和數(shù)字功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。為了完善Kinetis V系列，飛思卡爾還推出了Kinetis 電機(jī)套件(Motor Suite)，這是一個(gè)捆綁型支持工具，有助于最大限度地提高電機(jī)效率，同時(shí)降低開(kāi)發(fā)成本、加快產(chǎn)品上市。

現(xiàn)代傳感器電機(jī)控制和無(wú)傳感器電機(jī)控制對(duì)于MCU的要求很高，在處理一般應(yīng)用任務(wù)的同時(shí)還需要精確的速度和位置測(cè)量。MCU必須能夠支持一系列控制算法 –從入門(mén)級(jí)的BLDC到高級(jí)的PMSM 和ACIM控制回路–并提供高速/高分辨率的ADC和PWM，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的信號(hào)捕捉和響應(yīng)。開(kāi)發(fā)人員還必須使用直觀的軟件工具，讓他們能快速高效地創(chuàng)建、調(diào)整和實(shí)施其控制算法。

Kinetis V系列的快速信號(hào)采集和處理能力，加上直觀的Kinetis 電機(jī)套件，可提供一個(gè)統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái)，用于開(kāi)發(fā)可擴(kuò)展的、經(jīng)濟(jì)高效的電機(jī)控制系統(tǒng)。采用Kinetis V系列，無(wú)論是低端池泵的設(shè)計(jì)人員還是高級(jí)機(jī)器人的設(shè)計(jì)人員，現(xiàn)在都可以利用這種最新的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)所帶來(lái)的更高的效率、更安靜的運(yùn)行、更具可靠性等優(yōu)勢(shì)。

飛思卡爾高級(jí)副總裁兼微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Geoff Lees 表示：“憑借飛思卡爾逾20年的電機(jī)控制處理器專(zhuān)長(zhǎng)，以及我們?cè)谶@些市場(chǎng)極佳的聲譽(yù)，Kinetis路線(xiàn)圖的下一步順理成章就是針對(duì)電機(jī)控制和數(shù)字功率。Kinetis V系列出色的性能/價(jià)格比、量身定制的外設(shè)和捆綁型Kinetis 電機(jī)套件，使開(kāi)發(fā)人員比以前更快、更容易進(jìn)行高效的設(shè)計(jì)。”

Kinetis V系列MCU和新的Kinetis 電機(jī)套件軟件將于4月8-11日在德克薩斯州達(dá)拉斯市召開(kāi)的飛思卡爾美國(guó)技術(shù)論壇(FTF)上展示。

Kinetis KV4x，KV3x 和KV1x MCU

KV4x家族是現(xiàn)有V系列的旗艦產(chǎn)品，針對(duì)數(shù)字電源轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，以及需要高度動(dòng)態(tài)控制的PMSM和ACIM。旨在實(shí)現(xiàn)最佳性能的KV4x MCU將一個(gè)150 MHz ARM Cortex-M4處理器與浮點(diǎn)單元整合，通過(guò)一個(gè)128位寬的接口執(zhí)行高達(dá)256 KB 的閃存，盡可能縮短CPU等待狀態(tài)。通過(guò)30個(gè)計(jì)時(shí)器通道(其中高度靈活的eFlexPWM提供12個(gè))，KV4x家族器件提供多個(gè)三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能，支持死區(qū)時(shí)間插入，PWM的互補(bǔ)配對(duì)，半周期重新加載和故障檢測(cè)。對(duì)于無(wú)傳感器電機(jī)控制速度/位置檢測(cè)，兩個(gè)12位ADC支持高達(dá)1.9 MSPS的采樣率，可以被連接到定時(shí)器、模擬比較器或GPIO等MCU內(nèi)部外設(shè)交叉開(kāi)關(guān)的任何模塊觸發(fā)。對(duì)于開(kāi)關(guān)模式電源應(yīng)用， eFlexPWM模塊在ADC采樣率達(dá)4.1Msps時(shí)提供300皮秒的分辨率。這提高了實(shí)時(shí)控制能力，確保用于數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)更新的關(guān)鍵時(shí)間窗口相遇。此外，KV4x家族的高度特性集成支持高達(dá)30 個(gè)PWM輸出，38個(gè)ADC通道輸入，并允許CAN、UART和SPI接口放置在一個(gè)100引腳的LQF P封裝中。

KV3x家族也基于Cortex-M4，針對(duì)PMSM中間應(yīng)用，其CPU頻率達(dá)100-120 MHz，配備高達(dá)512/96 KB的Flash/SRAM和一個(gè)可選的外部總線(xiàn)接口，用于片外系統(tǒng)的擴(kuò)展。

KV1x家族屬于入門(mén)級(jí)系列，集成了業(yè)內(nèi)最快的Cortex-M0+ MCU內(nèi)核。憑借75 MHz的CPU頻率，再加上硬件除法和平方根塊，與家族的其他MCU相比，KV1x器件將計(jì)算密集型應(yīng)用的性能提升了25%以上。將這樣的高處理效率應(yīng)用在一個(gè)32 KB的小型解決方案中，使KV1x MCU成為BLDC和PMSM設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)高效的選擇，而B(niǎo)LDC和PMSM目前依賴(lài)更大、更昂貴的32位MCU。

Kinetis電機(jī)套件和其他電機(jī)控制支持

傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō)，PID回路調(diào)節(jié)是基于試驗(yàn)和故障的，它需要專(zhuān)業(yè)的電機(jī)控制技術(shù)，獲得的也并非最佳的系統(tǒng)性能，而且性能可能隨時(shí)間的推移降低。Kinetis電機(jī)套件解決了這些問(wèn)題，縮短了開(kāi)發(fā)周期，提供更多的可預(yù)測(cè)的系統(tǒng)響應(yīng)、加快了產(chǎn)品上市。

Kinetis電機(jī)套件包括三個(gè)軟件組件，用于調(diào)節(jié)、觀察和管理電機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行： Kinetis電機(jī)調(diào)節(jié)器(Kinetis Motor Tuner) -- 一個(gè)用于電機(jī)參數(shù)配置的GUI，能夠在幾分鐘內(nèi)，而不是幾個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速、精確的PID回路調(diào)節(jié);Kinetis電機(jī)觀察器(Kinetis Motor Observer) -- 預(yù)編程到MCU的高級(jí)軟件，使調(diào)節(jié)控制回路和預(yù)估塊能調(diào)節(jié)電機(jī)和逆變器效率、功率因數(shù)、電流/轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲; Kinetis電機(jī)管理器(Kinetis Motor Manager)，它實(shí)時(shí)地、不干擾地顯示系統(tǒng)變量和MCU內(nèi)存映射。電機(jī)管理器包括一個(gè)軟件示波器，帶調(diào)試和數(shù)據(jù)記錄功能。采用Kinetis電機(jī)套件軟件預(yù)編程的Kinetis V系列MCU，將于2014第三季度接受訂貨。

飛思卡爾還提供一系列基于GUI的電機(jī)配置和調(diào)試工具、軟件庫(kù)和塔式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模塊。

供貨

現(xiàn)在，產(chǎn)品經(jīng)認(rèn)證的Kinetis KV1x MCU 1萬(wàn)個(gè)的建議批發(fā)單價(jià)為0.99美元起。Kinetis KV3x MCU現(xiàn)已提供樣品，Kinetis KV4x MCU計(jì)劃于2014年第三季度提供樣品。