Высококачественный смешанно-сигнальный микроконтроллер с интегрированными прецизионным АЦП, идеальный для использования в электросчетчиках

MAXQ3120 имеет высокопроизводительное (приблизительно 1 MIPS/МГц) 16- разрядное RISC ядро, выполняющее практически все операции за один цикл. Это использует интеллектуальную схему управления синхронизацией, которая уменьшает цифровые шумы переключения. Его встроенный одноцикловый модуль MAC является мощным функциональным аппаратом обработки сигналов. Объединение способности высококачественной обработки сигналов и низкие цифровые шумы дает возможность MAXQ3120 выбирать аналоговые сигналы с высокой точностью, а затем обрабатывать их за малое количество циклов. В результате, пользователи, которые используют MAXQ3120 в своих разработках, могут получить больше функциональных возможностей за более низкую стоимость.

Микроконтроллер бросает вызов: интегрированный аналоговый функциональный модуль

Обычно микроконтроллеры наиболее часто используются как интерфейсы и управляющие автоматы обмена данными между цифровыми модулями и миром реальных аналоговых сигналов. Однако, современные разработчики все чаще и чаще сталкиваются с большим количеством приложений, которые также требуют точного аналого-цифрового преобразования и обработки данных в реальном масштабе времени. Также увеличивается необходимость поддержки более сложных дисплеев и коммуникационных интерфейсов. Такие сложные требования предъявляют такие устройства как медицинская измерительная аппаратура, электронные электросчетчики и промышленные датчики и контроллеры.

Уникальность и специфичность измерения электропотребления

Хотя электросчетчики сейчас применяются во всем мире, достижение точности измерения электропотребелния не является простой задачей для разработчика. При этот объединяются такие требования как обеспечение надежности коммуникационного канала и точности длительных измерений. И для потребителей и для поставщиков электроэнергии актуальна фраза: время - деньги! Традиционная задача для микроконтроллера состояла в том, чтобы связать с помощью интерфейса дискретные высокоточные аналоговые элементы, дисплей и модуль связи. В типичном мультитарифном (тариф зависит от времени) электросчетчике сегодня, например, каждый найдет такие основные модули как АЦП с DSP с фиксированным набором функций для аккумулирования энергии; драйвер ЖКИ; RTC; микроконтроллер и, возможно, модуль связи по RS-485 интерфейсу, РЧ каналу или по линиям электропередачи.

Проектирование и обеспечение приемлемой стоимости этих компонентов - серьезная задача для современных разработчиков. Особенно остро стоит этот вопрос, когда предъявляются высокие требования к размерам и стоимости изделий. MAXQ3120 решает эти задачи за счет наличия необходимых встроенных функциональных модулей: вычислительное ядро, RTC с цифровой настройкой хода и поддержкой возможности работы от резервного источника питания, драйвер ЖКИ, который поддерживает ЖКИ, имеющие до 112, два универсальных синхронно-асинхронных приемника/передатчика (USART), способных работать в дуплексном режиме, два дифференциальных высокоточных АЦП с УПКУ и высококачественным одноцикловый MAC. При помощи одноциклового MAC потребленная энергия может быть вычислена за малое количество циклов, при этом у микроконтроллера имеется еще запас вычислительной способности для выполнения других задач, типа ведения обмена данными и индикации данных.

MAXQ3120 содержит прецизионный АЦП

Перед многими разработчика, пытавшимися встроить в микроконтроллеры прецизионные АЦП, стояла задача обеспечения низкого уровня шумов. Для MAXQ3120 задача объединения двух прецизионных 16- разрядных сигма-дельта АЦП и 16- разрядного вычислительного ядра с RISC архитектурой (ядро MAXQ) успешно решена, и при этом обеспечен низкий уровень шумов. Доказательством того, что MAXQ3120 удовлетворяет требованиям электросчетчиков, стала разработанная компанией типовая схема включения микроконтроллера для измерения потребляемой электроэнергии. Кроме того, разработанная схема прошла испытания на удовлетворения самых жестких требований по электромагнитной совместимости (ЭМС): воздействие быстродействующего переходного процесса (EFT) с амплитудой 4 кВ и частотой 5 кГц. Разработчики могут легко адаптировать эту схему под свои требования, так как две основные задачи (обеспечение точности и устойчивости к EFT) компания Dallas Semiconductor успешно решила.

Вычислительное ядро MAXQ (MAXQ3120 имеет ядро MAXQ20) распределяет системные синхроимпульсы только в те модули, которым они необходимы, достигая, таким образом, намного более низкого уровня шумов переключения по сравнению с другими архитектурами. Бесконвейерная архитектура MAXQ с реальным выполнением команд за один цикл имеет производительность, приближающуюся к 1 MIPS/МГц.

Внушительные параметры и гибкость MAXQ3120

Аппаратный модуль умножения-и-накопления MAXQ3120 позволяет ему выполнять алгоритмы цифровой обработки сигналов (DSP) без особой трудности даже в приложениях, имеющих большие объемы данных. Например, для обработки всех данных и выполнения всех необходимых манипуляций MAXQ3120, работающему в качестве управляющего процессора электросчетчика, требуется всего 2.7MIPS (или 33 % вычислительной мощности при работе на частоте 8 МГц). Это особенно внушительно, когда каждый понимает, что в этом коротком интервале происходит оцифровка в 16- битные значения двух потоков данных (напряжения и тока), при том, что при каждом преобразовании вычисляется активная и реактивная составляющие мощности и среднеквадратичное значение напряжения. Такая загрузка оставляет еще 5.3 MIPS вычислительной мощности для выполнения других задач. Чтобы подчеркнуть объем выполняемых MAXQ3120 задач, заметим, что запас производительности 5.3 MIPS может быть обеспечен обычными четырехцикловыми микроконтроллерами, работающими на частоте 20 МГЦ. Также MAXQ3120 позволяет подключить специальные ФНЧ, позволяющие оптимизировать выходной сигнал АЦП. При помощи интегрированного высокоскоростного одноциклового MAC этот программируемый цифровой фильтр делает MAXQ3120 очень привлекательным для применения во множестве разнообразных приложений обработки сигналов.

Стандартные характеристики MAXQ3120

• одноцикловое 16- разрядное вычислительное ядро с RISC архитектурой
• 32 КБ Flash памяти программы, 512 байтное SRAM
• два двухканальных 16- разрядных сигма-дельта АЦП с независимо программируемыми PGA (УПКУ), фильтром Sinc3 и фазовой компенсацией
• одноцикловый умножитель 16 x 16 и 40 битный накопитель
• драйвер ЖКИ, поддерживающий индикаторы, имеющие до 112 сегментов
• RTC с цифровой настройкой хода
• 8- битный субсекундный системный таймер/будильник
• Вывод для подключения источника аварийного питания
• Два последовательных USART

MAXQ3120 упакован в 80 контактный MQFP корпус и имеет рабочий температурный диапазон от -40 С до +85 С. Для MAXQ3120 доступны примеры применения, которые позволят разработчикам сократить время выхода новых изделий.

MAXQ3120

Смешанно-сигнальный микроконтроллер с прецизионным АЦП

Отличительные особенности:

• Высококачественное 16- разрядное вычислительное ядро с RISC архитектурой

  - Диапазон рабочих частот от 0 до 8 МГц, производительность приближается к 1MIPS/МГц

  - 3.3 В напряжение питания вычислительного ядра и портов ввода-вывода

  - 33 команды, большинство которых выполняется за один цикл

  - Три независимых указателя данных, ускоряющих пересылку данных и имеющих автоматическое увеличение/уменьшение

  - 116- уровневый аппаратный стек

  - 16- битное слово команды, 16- битная шина данных

  - 16 x 16- битных универсальных рабочих регистров

  - Система команд оптимизирована для C- компилятора (высокая скорость/плотность кода)

• Память программы и данных

  - 16 тыс. словная Flash память

  - 1 000 000 записи/стирания Flash памяти

  - 256 словное внутреннее ОЗУ данных

  - JTAG загрузчик для программирования

• Два 16- битных сигма-дельта АЦП

  - Дифференциальные аналоговые входные каналы

  - Программируемый коэффициент усиления 1x или 16x

  - Интегрированные Sinc3 фильтры

  - Цифровая компенсация сдвига фаз и подстраиваемый ИОН

• Характеристики периферийных модулей

  - До 32 линий портов ввода-вывода общего назначения

  - 112- сегментный драйвер ЖКИ

  - До 4 линий СОМ и 28 Сегментов

  - Поддержка смещения для статического, 1/2 и 1/3 режимов ЖКИ

  - Не требуется внешних резисторов

  - Два последовательных USART, один из которых поддерживает ИК ШИМ

  - Одноцикловый аппаратный умножитель 16 x 16 / 40- битный накопитель

  - Три программируемых 16- битных таймера/счетчика, один из которых поддерживает ИК ШИМ

  - 8- битный субсекундный системный таймер/будильник

  - 32- разрядные RTC с возможностью подключения резервного источника питания, ежедневным будильником и цифровой настройкой хода

  - Программируемый сторожевой таймер

• Гибкий интерфейс программирования

  - Загрузчик упрощает программирование

  - Внутрисистемное программирование через JTAG

  - Поддерживает программирование Flash памяти внутри приложения

• Сверхнизкое потребление

  - <28 мА на частоте 8 МГц при 3.3 В питании у микроконтроллеров с Flash памятью

  - Потребление в режиме Sleep менее 320 мкА

  - Режим пониженного потребления Divide-by-256

Типовая схема вкдючения и расположение выводов:

Описание:

MAXQ3120 - высококачественный 16-разрядный микроконтроллер, который содержит два истинно-дифференциальных 16- разрядных сигма-дельта АЦП, драйвер ЖКИ, который способен управлять индикаторами, имеющими до 112 сегментов, и часы реального времени (RTC), имеющие возможность работать от резервного источника питания. MAXQ3120 идеально подходит для использования в однофазных электросчетчиках, но может быть использоваться в любом приложении, которое требует высокоточного аналого-цифрового преобразования и быстрой обработки данных. Прибор может работать на максимальной частоте 8 МГц (при питании DVDD = 3.3 В). MAXQ3120 имеет 16 тыс. словную Flash память, 256- словное ОЗУ, три 16- разрядных таймера и два универсальных синхронных/асинхронных приемника/передатчика (USART). Вычислительное ядро и порты ввода-вывода микроконтроллера питаются от 3.3 В источника, при этом RTC имеют возможность работать от резервного источника питания при пропадании основного напряжения питания.

Реклама на сайте

Последние новости

[06/02/2019] Конференция в МГТУ им. Баумана «Технологии разработки и отладки сложных технических систем» 2019

[09/05/2018] Грандиозная майская распродажа на Gearbest!

[16/05/2017] С 15 по 17 мая в магазине Gearbest проходит грандиозный флэшсейл

[10/05/2017] Так что же такое Спиннер?

[05/12/2016] Новый Год и Рождество с GearBest!

[29/09/2016] Всемирный День Интернета на GearBest