ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Mengapakah sesetengah mikropengawal lebih dipercayai daripada yang lain. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pengawal mikro Dalam artikel tersebut, penulis membincangkan beberapa aspek yang perlu diberi perhatian oleh pembangun apabila memilih mikropengawal untuk aplikasi yang memenuhi keperluan kebolehpercayaan dan keselamatan yang tinggi. Oleh kerana sifat aktiviti profesionalnya dalam syarikat pengedaran Eltech LLC, penulis perlu membincangkan masalah pembangunan peranti dengan banyak pengeluar elektronik domestik. Semasa perbincangan ini, ternyata pemaju Rusia menggunakan mikropengawal daripada semua pengeluar yang diwakili di pasaran elektronik untuk menyelesaikan masalah mereka. Bagi sesetengah pengeluar, mikropengawal reka bentuk yang dipanggil "komersial" agak sesuai. Tetapi terdapat pengeluar yang salah satu kriteria yang paling penting untuk memilih komponen elektronik adalah kebolehpercayaannya. Pertama sekali, mereka adalah pakar yang bekerja dalam pengeluaran peralatan perubatan, peralatan lif dan elektronik automotif. Eksperimen Pada tahun 2006, Mikhail Cherepanov, pemaju syarikat Svey (Svey ialah pengeluar elektronik industri Rusia), menghubungi syarikat kami. Berikut adalah teks suratnya: "Kisahnya bermula dengan fakta bahawa kami menerima aduan daripada pelanggan bahawa penukar digital kami (dibina pada MSP430F148IPM) secara berkala "membekukan" dan tidak membalas permintaan sehingga ia dibut semula dengan mengalih keluar dan semula. memasang voltan bekalan. Terdapat cadangan bahawa "pembekuan" berlaku disebabkan oleh kehadiran bunyi berdenyut (ini adalah fenomena biasa di pencawang elektrik). Untuk menghasilkan semula keadaan, saya membuat jammer (Rajah 1).
Hasil daripada ujian, penukar kami telah diubah suai seperti berikut:
Selepas itu kegagalan tidak lagi berlaku. Kemudian, produk kami berjaya lulus ujian EMC (untuk produk yang tertakluk kepada pengisytiharan pematuhan mandatori) untuk:
Untuk diri saya sendiri, saya telah menentukan keperluan minimum untuk mikropengawal yang digunakan: 1) Ujian dengan jammer.
Jadi pelanggan kami meminta bantuan pilih mikropengawal yang tahan kepada medan elektromagnet yang kuat. Kami mencadangkan peranti NEC mengetahui bahawa mikropengawal ini digunakan secara meluas dalam elektronik automotif, di mana persekitaran elektromagnet sangat kompleks. Beberapa kit penilaian telah dibentangkan. Kemudian pelanggan berkata bahawa dia ingin menguji mereka dengan penjana percikan. Sejujurnya, kami agak bimbang tentang bagaimana ujian ini akan berjalan, tetapi keadaan ini agak konsisten dengan situasi automotif sebenar apabila kerosakan wayar voltan tinggi berlaku. Pada masa yang sama, elektronik harus terus berfungsi dengan baik. Kaedah ujian ini agak kasar, kerana kit penilaian tidak direka untuk ujian sedemikian. Kami memahami bahawa terdapat risiko yang diketahui dalam percubaan ini, dan mungkin "penilai" kami mungkin gagal selepas ujian sedemikian. Tetapi, setelah mempunyai pengalaman yang mencukupi dengan peranti ini dan mengambil kira pengalaman pelanggan kami, kami memutuskan bahawa peranti itu dibuat dengan betul dan akan berfungsi seperti yang diharapkan. Kami telah menyediakan dua kit penilaian:
Nyahcas percikan dilakukan berdekatan dengan kit penilaian. Proses ujian ditunjukkan secara skematik dalam Rajah. 2.
Kedua-dua kit penilaian beroperasi tanpa kegagalan, walaupun apabila percikan api datang dalam lingkungan kira-kira 5 cm. Pelanggan melaporkan bahawa dia telah menguji lebih daripada 10 kit penilaian berbeza dengan cara ini. Kami memintanya untuk memberikan hasil eksperimen ini. Di bawah mereka akan dibentangkan tanpa ulasan, "seadanya". Selepas beberapa lama, pelanggan menjalankan satu lagi, boleh dikatakan, percubaan yang lebih "biadab". Walau bagaimanapun, keputusannya juga menarik. Dia menyentuh terminal pengayun kuarza yang berfungsi dengan tangannya. Di bawah keadaan sedemikian, daripada semua mikropengawal yang disenaraikan mencatat masa dari penjana luaran, hanya satu yang berfungsi - uPD70F3707 (NEC). Walau bagaimanapun, dalam keadilan, perlu diingatkan bahawa apabila disentuh, program demo dengan ketara memperlahankan kelajuan pelaksanaannya. Sebab "kelakuan" mikropengawal uPD70F3707 ini akan diterangkan di bawah. Mari cuba fahami mengapa keluarga V850ES/HG2 (yang dimiliki oleh mikropengawal uPD70F3707) ternyata begitu "teguh". Jika anda memeriksa beberapa nod persisian dengan teliti, maka segala-galanya secara beransur-ansur jatuh ke tempatnya. Pemasa Anjing Pengawas dan Penjana Jam Masalah yang dihadapi oleh pelanggan kami adalah disebabkan oleh fakta bahawa apabila terdedah kepada gangguan elektromagnet yang kuat, penjanaan pengayun kristal mungkin terganggu, dan oleh kerana dalam mikropengawal MSP430F148 pemasa pengawas dicatat dari pengayun rujukan yang sama, maka apabila rujukan pengayun dihentikan, pemasa pengawas tidak lagi dapat "membangunkan" mikropengawal [1]. Untuk mengelakkan keadaan ini, semua mikropengawal NEC jam pemasa pengawas daripada pengayun cincin dalaman yang berasingan. Penjana cincin ialah bilangan penyongsang ganjil yang disambungkan dalam gelang supaya output satu penyongsang pergi ke input seterusnya. Gangguan penjanaan pengayun cincin boleh dikatakan mustahil. Perlu diingatkan bahawa dalam semua mikropengawal keluarga V850 dari NEC, teras pemproses dilancarkan daripada pengayun cincin terbina dalam tambahan, dan hanya selepas memastikan bahawa pengayun kristal telah bermula, anda boleh menukar jam kepada "kuarza" . Pemantau jam (Jam Pantau) Pemantau jam memantau kehadiran ayunan dari pengayun jam menggunakan kristal luaran. Jika penjanaan hilang, isyarat tetapan semula dalaman RESCLM dihasilkan dan bendera RESF.CLMRF ditetapkan [2]. Selepas keluar dari mod tetapan semula, mikropengawal menganalisis bendera ini dan "menyedari" bahawa terdapat masalah dengan penjana jam luaran, selepas itu teras bermula dari salah satu penjana jam dalaman. Bergantung pada keluarga, mungkin terdapat 1 atau 2 pengayun, tetapi kekerapannya, sebagai peraturan, sentiasa lebih rendah daripada frekuensi pengayun menggunakan resonator luaran. Itulah sebabnya, selepas menyentuhnya dengan jari, mikropengawal uPD70F3707 terus berfungsi, tetapi jauh "lebih perlahan," seperti yang dinyatakan oleh Mikhail Cherepanov dari syarikat Svey. Menariknya, pada satu tahap atau yang lain, peranti ini juga dilaksanakan dalam mikropengawal lain. Walau bagaimanapun, jika penjana jam yang digunakan ditentukan semasa pengaturcaraan FLASH dan tidak boleh ditukar dalam perisian, maka senario pencetus jam dalaman alternatif yang diterangkan di atas tidak boleh dilaksanakan. Sebagai tambahan kepada keluarga V850ES/Hx2, pemasangan ini juga mempunyai keluarga yang direka khusus untuk aplikasi kawalan motor (V850E/IA3, IA4, IF3, IG3; V850ES/IK1, IE2), untuk panel instrumen automotif (V850E/Dx3), untuk pada -elektronik papan dengan antara muka CAN (V850ES/Sx2, Sx2-H, Sx3, Fx2, Fx3, Fx3-L), serta V850ES/Kx1+, Jx2, Jx3, Jx3-L, Hx2 dan Hx3. Perlu diingat bahawa dalam beberapa mikropengawal lain (biasanya 8- dan 16-bit), jurutera NEC menggunakan pemasa pengawas bertingkap dan bukannya monitor jam. Ia mempunyai prinsip operasi yang sama sekali berbeza, bagaimanapun, peranti ini boleh digunakan untuk tujuan yang sama seperti monitor jam, iaitu, ia boleh memantau fakta bahawa denyutan jam pengayun rujukan "luaran" telah hilang dan membenarkan mikropengawal untuk beralih kepada pengayun dalaman. Pemisahan bas kuasa Semua mikropengawal NEC 32-bit yang dinyatakan sebelum ini, dan kebanyakan daripada 8-bit, mempunyai rel kuasa berasingan untuk peranti dalaman, teras pemproses dan litar port I/O. Dalam Rajah. 3, 4 secara skematik menunjukkan pembahagian sedemikian.
Dengan menyahganding bas kuasa teras dengan betul daripada port I/O, hingar yang disebabkan pada port I/O dihalang daripada memasuki litar kuasa persisian dan teras serta meningkatkan imuniti elektromagnet (EMS). Sebagai contoh, kedua-dua senarai (Jadual 1, 2) termasuk mikropengawal dengan teras tempat kerja automatik. Jadual 1. Kit penilaian berfungsi tanpa kegagalan semasa ujian
Jadual 2. Suite penilaian yang mengalami kegagalan program ujian semasa ujian.
Pengawal mikro ADUC7026BSTZ62 berfungsi tanpa kegagalan, manakala mikropengawal dengan teras APM daripada NXP (LPC2148) dimasukkan dalam "senarai hitam". Jika kita meneliti litar bekalan kuasa teras, peranti persisian dan port I/O, kita boleh ambil perhatian bahawa mikropengawal daripada Peranti Analog, juga "tahan" kepada percikan api [3], mempunyai struktur kuasa yang serupa dengan V850ES/Hx2 daripada NEC . Iaitu, mengasingkan bas kuasa teras dan port I/O (Rajah 5, 6).
Apabila mencipta LPC2148FBD64 [4], jurutera NXP mengehadkan diri mereka kepada hanya mengasingkan litar kuasa analog dan digital (Gamb. 7).
Malah dalam mikropengawal diumumkan seperti yang dimaksudkan untuk aplikasi automotif, seperti AT90CAN32/64/128; ATmega164P/324P/644P dan ATmega32M1/64M1/32C1/64C1, pengasingan bas kuasa port I/O dan bas kuasa teras tidak disediakan. Akibatnya, potensi kegagalan akibat hingar yang disebabkan sepanjang litar I/O dalam aplikasi kritikal meningkat. Pengawal mikro MSP430F148, yang digunakan dalam pembangunan yang diterangkan oleh Mikhail, juga tidak mempunyai pengasingan bas kuasa teras dan port I/O. Anda juga boleh mengingati satu lagi pengeluar cip yang sangat popular - Microchip. Penyelidikan dengan mikropengawal dari pengeluar ini belum dijalankan, namun, jika anda melihatnya dari sudut memisahkan bas kuasa, maka dalam erti kata tertentu konsep penyahgandingan port I/O dan peranti persisian dilaksanakan dalam PIC24FJ64GA Keluarga /128GA/256GA. Dalam Rajah. 8 menunjukkan bahawa litar bekalan kuasa untuk teras VDDCORE dan port I/O VDD dipisahkan. Walau bagaimanapun, wayar VSS biasa kekal terpencil secara galvani untuk kedua-dua litar kuasa ini. Mengikut anggaran awal, imuniti bunyi mikropengawal ini akan lebih rendah daripada ADUC7026 daripada ADI atau V850 daripada NEC.
Jam Spektrum Spread (SSCG) Perhatian juga harus diberikan kepada kemungkinan menggunakan penjana jam spektrum penyebaran. Penjana sedemikian mempunyai ayunan termodulat frekuensi. "Puncak" tindak balas frekuensi, ciri penjana ayunan harmonik, "dilumur" di bawah pengaruh modulasi frekuensi dan bertukar menjadi "rak". Kedalaman dan tempoh modulasi frekuensi isyarat penjana SSCG boleh diubah. Pengawal mikro keluarga V850E/ME2, Dx3, V850ES/Hx3, Fx3, V850E2/ME3 dari NEC dilengkapi dengan penjana sedemikian. Penggunaannya memungkinkan untuk mengurangkan pelepasan elektromagnet (EME) yang dipancarkan oleh penjana lebih daripada 10 dB, dan, akibatnya, mengurangkan kepekaan kepada gangguan elektromagnet luaran (EMS) pada frekuensi penjana jam (Rajah 9).
Pemakaian Litar PLL Satu lagi cara untuk mengurangkan EMS ialah menggunakan pensintesis frekuensi berdasarkan PLL. Dalam Rajah. 10 menunjukkan bahawa isyarat frekuensi tinggi palsu yang diinduksi pada terminal resonator kuarza ditapis apabila melalui penapis laluan rendah gelung PLL. Dalam Rajah. Rajah 11 menyediakan data untuk menilai sejauh mana EMS mikropengawal bertambah baik apabila menggunakan PLL.
Voltan bekalan Ia boleh ditunjukkan bahawa semakin tinggi voltan bekalan, semakin tinggi imuniti bunyi litar mikropemproses. Ia juga benar bahawa semakin rendah voltan bekalan, semakin kurang bunyi yang akan dibuat oleh mikropengawal. Oleh itu, LPC2129 [5] daripada NXP dan AT91SAM7S128 [6] daripada Atmel, yang termasuk dalam "senarai hitam," mempunyai penyahgandingan yang diperlukan bagi bas kuasa teras dan bas kuasa port I/O. Walau bagaimanapun, voltan bekalan teras yang terlalu rendah (1,8 V) memberi kesan negatif kepada imuniti hingar mikropengawal ini. Kadang-kadang perlu untuk "menghubungkan" logik 3- dan 5-volt. Dalam kes ini, toleransi port I/O kepada tahap isyarat logik yang berbeza boleh menjadi sangat berguna, iaitu keupayaan mikropengawal untuk menyokong voltan berbeza port I/O sambil mengekalkan voltan bekalan tetap untuk teras mikropengawal dan peranti persisian [7] (Gamb. 12).
Sokongan pengeluar cip mungkin termasuk sumber seperti pengesyoran penghalaan PCB, analisis pengilang cip bagi kawasan PCB yang dikaitkan dengan penghalaan mikropengawal dan komponen tambahan dengan cadangan untuk meningkatkan keserasian elektromagnet (EMC) (Rajah 13), bahan pada sinaran elektromagnet (EME) mikropengawal. [8] (tersedia atas permintaan daripada pengedar). Dalam Rajah. Rajah 14 menunjukkan makmal NEC untuk menjalankan penyelidikan mengenai EMC [8]. Keistimewaannya ialah ia harus terletak tinggi di pergunungan, jauh dari sumber sinaran elektromagnet.
Sokongan pengedar termasuk penyediaan sampel dan kit ujian penilaian, sokongan teknikal dan perkhidmatan lain. Dalam sesetengah kes, seperti yang ditunjukkan di atas, pengedar mengambil risiko untuk mengeluarkan projek itu. Kerja yang lebih erat dengan pengedar, sebagai peraturan, sentiasa bermanfaat untuk pembangun dan pengilang akhir. Jadual 3 menunjukkan data tentang beberapa keluarga mikropengawal NEC yang disyorkan untuk digunakan dalam aplikasi dengan keperluan kebolehpercayaan yang meningkat, dan beberapa ciri yang membolehkan anda menilai sejauh mana kebolehpercayaan peranti yang dibina pada mikropengawal ini. Jadual 3. Parameter yang mempengaruhi kebolehpercayaan sesetengah keluarga mikropengawal NEC Electronics
Kesimpulan Aspek utama yang berkaitan dengan pemilihan mikropengawal untuk aplikasi kritikal dipertimbangkan. Ujian yang dijalankan menggunakan metodologi yang agak "teruk" yang diberikan dalam artikel itu membolehkan pembaca menyelesaikan masalah memilih mikropengawal untuk aplikasi mereka, dengan mengambil kira keperluan kebolehpercayaan peranti yang sedang dibangunkan, serta perkhidmatan yang diterima semasa pembangunan. dan pada semua peringkat pengeluaran berikutnya. Dalam salah satu perkembangan baharunya, syarikat Sway menggunakan pengawal mikro 8-bit UPD78F9212GR yang dikeluarkan oleh NEC Electronics. Kesusasteraan 1.focus.ti.com/lit/ds/symlink/msp430f148.pdf
Pengarang: Gennady Goryunov, gennady.gr@eltech.spb.ru; Penerbitan: cxem.net Lihat artikel lain bahagian Pengawal mikro. Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini. Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu: Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
Berita menarik lain: ▪ SHARP DV-HRW30 - VHS VCR, perakam DVD dan HDD ▪ Bakteria yogurt mengalahkan bakteria tahan dadah ▪ Pengimbas Katil Rata Profesional Epson Perfection ▪ Mengenali orang melalui dinding Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu
Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma: ▪ bahagian laman web Pengawal mikro. Pemilihan artikel ▪ artikel The great Pan is dead! Ungkapan popular ▪ Mengapakah Hari Filem Star Wars disambut pada 4 Mei? Jawapan terperinci ▪ pasal Pemotong biasa. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi ▪ pasal Arus elektrik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Tinggalkan komen anda pada artikel ini: Semua bahasa halaman ini Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web www.diagram.com.ua |