Infineons XMC1000
Anwendungsoptimiert statt von der Stange
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Zielgerichtete Peripherie
In der XMC1000-Familie sind zahlreiche Peripheriefunktionen für unterschiedlichste Industrieanwendungen inte-griert. Ein wesentliches Funktionsmerkmal sind die Timer-Einheiten CCU4 und CCU8. Die Capture/Compare Unit 4 (CCU4) ist für Systeme wichtig, die leistungsfähige Timer für das Signal Monitoring bzw. die Signalverarbeitung sowie PWM-Signalgenerierung benötigen. Damit können z.B. Schaltnetzteile oder USVs einfach implementiert werden. Die 16-bit-Timer-Module bestehen aus vier identischen, einfach kaskadierbaren „Timer Slices”. Diese interne Modularität der Timer-Einheit ermöglicht Software-freundliche Systeme für eine schnelle Code-Entwicklung und einfache Portierung.
Darüber hinaus unterstützt die CCU8 Applikationen mit komplexerer PWM-Signalerzeugung mit komplementären Schaltern in Halbbrücken-Konfiguration, mehrphasiger Regelung und Parity Check. Diese Funktionen in Kombination mit einem sehr flexiblen und programmierbaren Schema für die Signal-Konditionierung prädestinieren die CCU8 für leistungsfähige Motorsteuerungen, Mehrpasen- und Multi-Level-Systeme. Um Kurzschlüsse in den Schaltern zu vermeiden, können bis zu vier PWM-Signale per Timer Slice - bis zu 16 je CCU8-Einheit - mit Totzeit generiert werden.
Die MCUs XMC1300 enthalten auch Positionierungs-Interface-Module (POSIF) für die Unterstützung von Drehgebern, Hall-Sensoren oder die mehrkanalige Positionserfassung. Das Modul sorgt für die Eingangsfilterung, Flankenerfassung und die Steuersignale für die PWM-Einheit. Es kann für unterschiedlichste Motorregelungen konfiguriert werden.
Das A/D-Umsetzer-Modul besteht aus einem Kernel, der nach dem Prinzip der sukzessiven Approximation (SAR) arbeitet. Die Auflösung kann mit 8, 10 oder 12 bit programmiert werden. Außerdem kann die Verstärkung individuell für jeden Kanal eingestellt werden. Bei den Serien XMC1200/1300 sind zudem zwei Sample&Hold-Stufen und schnelle Analog-Komparatoren integriert. Messungen mit den A/D-Umsetzern können von den Timern CCU4/CCU8 getriggert werden.
Anwendungsbeispiel LED-Ansteuerung
Für LED-Beleuchtungen ist die Serie XMC1200 prädestiniert. Wie auch die XMC1300-Serie verfügt sie über die BCCU-Einheit. Die grundsätzliche Funktion der BCCU besteht darin, automatisch Dimmsignale an den Port-Anschlüssen für externe LED-Treiber zur Verfügung zu stellen (Bild 1). Die BCCU ist - bei minimalem Code-Aufwand - für die automatische Steuerung der Dimmung und der Farben von mehrkanaligen LED-Lampen ausgelegt.
Ein wesentliches Merkmal ist die automatische hochfrequente Helligkeits-Modulation (PDM mit 12 bit Auflösung). Damit wird für jeden der insgesamt neun Kanäle ein individueller Bitstrom erzeugt. Durch die hohe Frequenz erhält man eine hohe Auflösung für den Helligkeitswert bzw. den Farbwert bei RGB-Anwendungen. Damit wird eine flimmerfreie Darstellung ermöglicht, während ein weites Spektrum an unterschiedlichsten LED-Treibern bzw. Hochleistungs-LEDs unterstützt wird.
Die BCCU hat drei sogenannte Dimming Engines integriert. Diese sorgen für die exponentielle Veränderung der Helligkeit. Die exponentielle Dimmung und die lineare Veränderung der Intensität lassen die Dimmungsschritte und Farbänderungen für das menschliche Auge ganz natürlich erscheinen. Darüber hinaus stellt die BCCU auch Trigger-Signale für den A/D-Umsetzer bereit. Damit kann dieser beispielsweise Ströme in mehreren LED-Strängen synchronisiert messen.
Insbesondere im Hinblick auf Mensch-Maschine-Schnittstellen und LED-Ansteuerungen wurde die Serie XMC1200 entwickelt. Mit den beiden LEDTS-Modulen können LEDs und Touch Panels in HMI-Anwendungen angesteuert werden (Bild 2). Dabei können die Module die Kapazität von bis zu je acht Touch Pads mit Hilfe einer RO-Topologie (Relaxation Oscillator) messen. Bis zu 64 LEDs (8 × 8) lassen sich in einer LED-Matrix gleichzeitig ansteuern. Touch Pads und LEDs können sich Anschlüsse teilen, was die benötigte Pin-Anzahl minimiert.
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- Zielgerichtete Peripherie
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