ARM Cortex-R5 ersetzt R4 Hercules-MCUs für funktionssichere Designs in Industrie und Automotive

Texas Instruments hat neue Sicherheits-Controller mit ARMs Cortex-R5 vorgestellt. Hercules RM5x und TMS570LC sind mit verbesserten Features für funktionale Sicherheit und großem On-Chip-Speicher ausgestattet, im Vergleich zu den R4-basierten Produkten stieg natürlich auch die Rechenleistung.

Als Ergänzung seines Portfolios an SafeTI-Designkomponenten stellte Texas Instruments seine neuesten 32-Bit-Dual-Core-Lockstep-Mikrocontroller Hercules RM5x und TMS570LC für funktionssichere Anwendungen vor. Neu für die Hercules MCU-Plattform ist, dass die beiden neuen -Bausteine eine 50-prozentige Steigerung der Gleitkomma-Rechenleistung gegenüber den derzeit verfügbaren ARM Cortex-R4-basierenden-MCUs von TI aufweisen. Einzelheiten zu ARMs Cortex-R5 finden Sie hier.

Systemdesignern ist es dadurch möglich, mehrere diskrete MCUs oder eine FPGA-MCU-Kombination durch eine einzige Hercules-MCU zu ersetzen. Darüber hinaus sind die neuen Hercules-MCUs mit dem größten verfügbaren On-Chip-Flash- und RAM-Speicher der Hercules-Plattform ausgestattet und wurden auch hinsichtlich der Sicherheits-Features deutlich erweitert. System- und Softwareentwicklern können für das Code-Profiling leistungsfähigere Debugging-Funktionen nutzen und erhalten bessere Einblickmöglichkeiten in die Codeverarbeitung. Möglich wird dies durch die Unterstützung für ein integriertes Befehls- und Daten-Tracing in Echtzeit.

Die Software- und Pinkompatibilität der neuen MCUs zum bestehenden Hercules-MCU-Portfolio von TI kommt der Wiederverwendung bestehender Elemente und der Produkt-Skalierbarkeit zugute. Die neuen Hercules RM5x MCUs helfen Entwicklern bei der einfacheren und schnelleren Einhaltung der IEC 61508-Normen für funktionale Sicherheit in den unterschiedlichsten Anwendungen. Die Palette reicht vom Eisenbahn-Signalwesen über Anti-Skid-Lösungen für den Flugzeugbau, speicherprogrammierbare Steuerungen sowie Motoren und Antriebe bis hin zu medizinischen Ausrüstungen. Die Hercules TMS570LC MCUs unterstützen Designer bei der einfacheren und schnelleren Erfüllung der Funktionssicherheits-Normen ISO 26262 für Verkehrstechnik-Anwendungen wie etwa Fahrerassistenz-Systeme, Domain-Control-Applikationen, elektrische Antriebssysteme oder Geländefahrzeuge.

Eigenschaften und Vorteile der neuen Hercules-MCUs RM5x und TMS570LC:

  • Erfüllung höherer Anforderungen an die Applikations-Performance mit Lockstep ARM Cortex-R5-Cores in einer Cache-bestückten Speicherarchitektur mit maximal 330 MHz für bis zu 550 DMIPS und 330 MFLOPS. Hilfestellung bei der weiteren Steigerung der System-Performance leisten die MCUs mit ihrer neuen Speicherarchitektur, die zusätzliche parallele Busmaster-Zugriffe unterstützt, sowie mit einem Multi-Port-DMA-Controller.
  • Unterstützung für immer umfangreicheren Applikations-Code und Erweiterung der System-Funktionalität durch den größten ECC-fähigen On-Chip-Speicher der Hercules-Familie. Geboten werden bis zu 4 MB integriertes Programm-Flash, 512 KB On-Chip-RAM und 128 KB Daten-Flash für die EEPROM-Emulation.
  • Beschleunigte IEC 61508 SIL-3- und ISO 26262 ASIL-D-Compliance und Produktapplikations-Zertifizierung mit Hercules-MCUs und den zugehörigen SafeTI Design Package-Komponenten. Letztere umfassen die sicherheitsbezogenen Halbleiterbauelemente, den qualitätsorientierten Fertigungsprozess, den Sicherheitsentwicklungs-Prozess sowie die sicherheitsbezogenen Dokumente, Tools und Software von TI.
  • Einfache Softwareentwicklung mit der Diagnose-Bibliothek und der HALCoGen-Treibersoftware von TI. Für die TMS570LC-Bausteine bietet TI zusätzlich MCAL mit Unterstützung für AUTOSAR 4.0.3 an. Das ARM Compiler Qualification Kit von TI hilft Entwicklern ferner, die Nutzung des TI ARM-Compilers zu dokumentieren, zu analysieren, zu validieren und zu qualifizieren, um die Einhaltung der Normen IEC 61508 und ISO 26262 zu erleichtern.
  • Einfacheres Design funktionssicherer Applikationen durch verbesserte On-Chip-Diagnose. Gestützt auf die aktuellen Sicherheits-Features der Hercules-MCUs verfügen die neuen Bausteine zusätzlich über einen neuen Lockstep-Vectored-Interrupt-Manager, neue Diagnosen für die chip-internen Verbindungen sowie einen erweiterten Speicherschutz für CPU und Busmaster. Vorhanden sind außerdem eine ECC-basierte Einzelbit-Fehlerkorrektur und eine Doppelbit-Fehlererkennung für die Befehls- und Daten-Caches und ausgewählte Peripherie-RAM-Puffer.
  • Vernetzung, Datenerfassung und Field-Upgrades der Software durch chip-integrierte Ethernet-, FlexRay- und CAN-Konnektivität.
  • Nutzung des komplementären Multi-Rail Power-Management-IC (PMIC) TPS65381-Q1 von TI für einen SafeTI-Chipsatz zur Verwendung in funktionssicheren Designs, die mehrere Versorgungsspannungen, eine integrierte Sensorversorgung, Funktionssicherheits-Diagnosen und unterstützende Dokumentation erfordern.
  • Verbessertes Debugging mit umgehend nutzbaren Echtzeit-Tracefunktionen. Die Hercules-MCUs RM57x und TMS570LC bieten zyklusgenaue Befehls- und Daten-Tracefunktionen über die Embedded Trace Macrocell (ETM) von ARM mit einer Bandbreite von 6 GBit/s.

Die neuen Hercules RM57x MCUs werden zum Preis von 28,32 US-Dollar angeboten, während die FlexRay-fähigen und Q100-qualifizierten Hercules TMS570x MCUs 32,15 US-Dollar kosten (jeweils ab 10.000 Stück). Muster können bereits geordert werden. Eine Vielzahl von Tools zu Preisen zwischen 199,- und 3.699 US-Dollar (für eine mit allen Features ausgestattete Echtzeit-Debug/Trace-Lösung) sowie die oben angeführte Gratis-Software sind verfügbar.