Anwendungsbeispiel ARM-Cortex SmartFusion-FPGA vereint Prozessor, Logikelemente und Analog-Funktionen auf einem Chip

FPGA-Subsystem und Anwendungsbeispiele

Aufgrund ihrer vollständigen Programmierbarkeit eignen sich SmartFusion-Bausteine für eine Vielzahl von Applikationen. Bei Motorsteuerungen können bis zu vier Motoren hinsichtlich Leistung, Drehrichtung, Geschwindigkeit und Drehmoment mit einer Single-Chip-Lösung gesteuert werden, zudem ist ein Schutz gegenüber Überlast oder bei sonstigen Fehlern möglich. Das FPGA kann zur Implementierung sehr schneller Closed-Loop-Algorithmen genutzt werden, während der Cortex-M3-Prozessor die restlichen Aufgaben übernimmt. Bild 2 zeigt beispielhaft die Aufteilung der FPGA-Ressourcen für eine Motorsteuerung.

In der Automatisierung lassen sich Netzwerk- und Bridge-Funktionen wegen der vielen Peripherie-Funktionen und der hohen Flexibilität der FPGA-Logik leicht realisieren. Die programmierbaren Analog-Funktionen werden für Sensing-Aufgaben und der Mikrocontroller plus FPGA-Logik zur Steuerung von Gateways, Aktoren und I/Os herangezogen. Ein SmartFusion-Entwicklungskit unterstützt Ethernet, EtherCAT, CAN, UART, I2C und SPI, ebenso gibt es Implementierungen von Schnittstellenstandards wie Modbus, Profibus, WorldFIP, P-Net in FPGA-Logik und Cortex-M3.

Beim System-Management kann eine höhere System-Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit durch zusätzliche In-System-Diagnose- und Prognose-Funktionen realisiert werden. Die Verarbeitung aller System-Variablen wie Spannung, Strom, Temperatur sowie Sammeln von Daten und Setzen von Alarmsignalen kann ebenso auf einem Chip realisiert werden wie das komplette Power-Management (mit Mixed-Signal-Power-Manager-Referenz-Design) oder sogar ein komplettes Hardware-Plattform-Management für µTCA/ATCA-Systeme.