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Embedded-Systeme
Coverstory
Bild 1: Typisches Systemlevel-
Konzept-Diagramm für den RX62N.
Bild 2: Typische Dual-
Motoransteuerung mittels RX62T.
Bilder: Renesas
chen dem Benutzer den Zugriff und die Kontrolle mittels dieser
Kommunikations-Netzwerke in einer Industrieanlage. Die RX-
Familie ist in der Lage, alle wichtigen Kommunikations-Methoden
zu unterstützen, wie in Bild 1 dargestellt.
Für die Kommunikationsschnittstellen USB 2.0 Full Speed, IEEE
802.3x 10/100 Mbit/s und CAN 2.0B Active existieren entsprechende
Treiber und Protokoll-Stacks, als kostenloses Softwarepaket
von Renesas zur Verfügung gestellt. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl
verschiedener kommerzieller Lösungen, die in Kooperation
mit Softwarepartnern entwickelt wurden.
Neben den oben erwähnten Kommunikationsschnittstellen wie
USB, Ethernet und CAN bieten die Mikrocontroller dieser Familie
eine Vielzahl an weiteren Schnittstellen. Zu erwähnen sind hier
unter anderem SPI und I 2 C als Schnittstelle zu externen Peripherie-Bausteinen,
Speicher und drahtlose Kommunikationsmodule
wie zum Beispiel Zigbee und Wifi. I 2 C unterstützt bis zu 1 MByte/s
Bandbreite, während das SPI-Interface in der Lage ist, bis zu einer
maximalen Datenrate von 25 MByte/s zu kommunizieren. Das
SPI-Modul unterstützt Master- und Slave-Modi. Asynchrone, synchrone,
Smartcard- und LIN-Bus-Schnittstellen unterstützt das
Serial-Communication-Interface (SCI). Dabei ist die Bandbreite
auf 8 MByte/s im synchronen Betrieb und 3 MByte/s im asynchronen
Betrieb limitiert.
Die RX-Motorsteuerungsplattform
In vielen Haushaltsgeräten, wie Wasch- und Spülmaschinen ist die
Motorsteuerung eine wichtige Funktion. Die RX-Familie bietet
sehr moderne Lösungen für diese Anwendungsbereiche. Sowohl
der RX200 als auch der RX600 unterstützen sensorlose Vektorregelung
für Einzel- und Drei-Shunt-Methoden und ermöglichen
eine effiziente und schnelle Verarbeitung des Motorsteuerungs-
Algorithmus bei bis zu 100 MHz. Dies wird unter Beibehaltung der
Selbsttestfunktion für einen sicheren Betrieb der Kommunikation
mit einem externen Steuergerät realisiert. In einfachen Anwendungsbereichen
ist zusätzlich die parallele Integration der Benutzeroberfläche
möglich.
Für kleine bis Mid-Range-Anwendungen eignet sich der RX200
sehr gut. Hierzu bietet die CPU eine äußerst effiziente DSP-Verarbeitung,
eine Multiplikations- und Additionseinheit mit einem
einzigen Zyklus (MAC) und einen 32 Bit breiten Barrel-Shifter.
Wie alle Bausteine dieser Familie gewährleistet er eine gute Code-
Effizienz, so dass eine typische Anwendung mit Motoransteuerungsalgorithmus,
Selbsttest und Kommunikationsmanagement
etwa 30 Prozent weniger Flashspeicher und 25 Prozent weniger
On-Chip-RAM benötigt, im Vergleich zu Implementierungen auf
anderen herkömmlichen CPUs.
Das System unterstützt Schaltfrequenzen von über 24 und Regelfrequenzen
von bis zu 16 kHz. Der Einsatz des On-Chip-Data-
Flash eignet sich sehr gut für die Speicherung der für die Motorsteuerung
notwendigen Systemparameter.
Im Vergleich dazu weist der RX600 eine höhere Leistung und
eine stärkere Integration von Motorsteuerungs-typischen Elementen
auf. Für High-End-Anwendungen, wie zum Beispiel Premium-
Waschmaschinen, Backöfen und industrielle Anwendungen wie
Klimaanlagen, Motorensteuerungen und Wechselrichter ist er der
passende Baustein. Neben der erhöhten CPU-Geschwindigkeit
von bis zu 100 MHz ist der Hauptgrund die Integration einer
Hardware-IEEE-754-Floating-Point-Unit (FPU) als Teil des CPU-
Kerns. Die speziell auf das Inverter-/Motorsteuerungssegment ausgelegten
Produkte sind der RX62T und der RX63T. Der RX63T
mit der kleinen Gehäuse-Option passt bestens für Appliance-Anwendungen.
Das Produkt ermöglicht eine komplette Motorsteuerung
mittels des 12-Bit-ADC mit 1 µs Wandlungszeit und der entsprechenden
Timer-Einheit inklusive der Bedienung von Kommunikationsschnittstellen.
Die Bausteine der RX62T-Gruppe sind in der Lage, zwei unabhängige
Motorsteuerungen zu kontrollieren, da sie auch zwei unabhängige
Motorsteuerungs-Timer-Blöcke beinhalten, einen er-
Auf einen Blick
Eine Familie für viele Anwendungen
Großer integrierter Flashspeicher, schnelle CISC-MCU mit integrierter
FPU (Floating Point Unit), ein sehr breites Angebot an verschiedenen
integrierten Peripherien und eine Vielzahl an verschiedenen Gehäuseformen
sind die Charakteristika der RX-MCU-Familie von Renesas.
Momentan sind die zwei Produkt-Serien RX200 und RX600 im Markt
verfügbar. Weitere Produktserien sind bereits in Planung, um die Applikationsabdeckung
noch weiter zu vergrößern.
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elektronik industrie 02 / 2013
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