طراحی صنعتی و کنترل موتور با استفاده از FPGA SoC
در هنگام انتخاب یک دستگاه در یک سیستم صنعتی، عوامل متعددی وجود دارد: عملکرد، هزینه تغییرات مهندسی، زمان به بازار، مهارت های پرسنلی، امکان استفاده مجدد از IP / کتابخانه های موجود، هزینه ارتقاء زمین و مصرف انرژی کم . کم هزینه.
تحولات اخیر در بازار صنعتی، نیاز به دستگاه های FPGA با قدرت بالا، با کارایی بالا و قدرت پایین را به ارمغان آورده است. طراحان ارتباطات شبکه را ترجیح می دهند، نه ارتباطات یکپارچه به یک همکار، که به این معنی است که کنترل های اضافی برای برقراری ارتباط ضروری هستند، که به طور غیر مستقیم هزینه BOM، اندازه هیئت مدیره و NRE (هزینه یک بار هزینه مهندسی) را افزایش می دهد.
هزینه کل مالکیت برای تجزیه و تحلیل و تخمین هزینه چرخه عمر خرید مورد استفاده قرار می گیرد. این مجموعه گسترده ای از تمام هزینه های مستقیم و غیر مستقیم مربوط به طراحی است، از جمله هزینه های مهندسی، هزینه های نصب و نگهداری، هزینه های بیل (BOM)، هزینه NRE (R & D) و غیره با توجه به عوامل سطح سیستم، ممکن است به حداقل رساندن کل هزینه مالکیت، در نتیجه سودآوری پایدار درازمدت.
Microsemi از دستگاه SmartFusion2 SoCFPGA با میکروکنترلر ARM Cortex-M3 سخت افزاری و ادغام آیپد در یک بسته با هزینه بهینه سازی با ویژگی هایی که BOM و اندازه هیئت مدیره را کاهش می دهد، ارائه می دهد. با مصرف کم مصرف و دامنه وسیع دما، این دستگاه ها به طور قابل اعتماد در شرایط شدید بدون فن خنک کننده کار می کنند. معماری Smart Fusion2 SoC FPGA یک هسته سخت ARMCortex-M3IP با پارچه FPGA را برای انعطاف پذیری طراحی و سریعتر به بازار عرضه می کند. Microsemi یک اکوسیستم از چندین مرجع طراحی مرجع کنترل موتور و IP برای توسعه الگوریتم کنترل موتور ارائه می دهد، و آن را آسان تر از راه حل های چند پردازنده به راه حل های یک دستگاه (یعنی SoCFPGA ها) حرکت می کند.
عوامل موثر بر TCO
برخی از عواملی که بر TCO سیستم تاثیر می گذارند، زیر هستند:
(1) چرخه عمر طولانی. FPGA ها پس از استقرار در این زمینه می توانند برنامه ریزی شوند، که چرخه عمر محصول را گسترش می دهد، به طراحان اجازه می دهد تا بر توسعه محصول جدید تمرکز کنند و زمان بیشتری را به بازار برسند.
(2) BOM FPGA های مبتنی بر فلش مبتنی بر Micron نیاز به یک پروژۀ راه اندازی PROM یا فلش MCU برای بارگیری FPGA در هنگام روشن شدن ندارند، آنها دستگاه های غیرخطی / فوری در سطح صفر هستند. بر خلاف دستگاه های FPGA مبتنی بر SRAM، FPGA های مبتنی بر فلش Microsemi به هیچ مانیتور قدرت اضافی نیاز ندارند؛ چرا که کلید های فلش با ولتاژ تغییر نمی کنند.
(3) زمان به بازار. رقابت شدید در میان تولید کنندگان نصب، فورا نیاز به تمایز بیشتر محصول و زمان سریعتر به بازار می دهد. ماژول های ثابت شده IP به طور چشمگیری زمان طراحی را کاهش می دهند. در حال حاضر امکان ارائه چندین ماژول برای ساخت راه حل های صنعتی وجود دارد، در حالی که ماژول های بیشتری در حال توسعه هستند. یکی دیگر از مزیت های منحصر به فرد که SoC نشان می دهد این است که می توان آن را برای اشکال کردن طرح های FPGA مورد استفاده قرار داد. برای اشکالزدایی طراحی FPGA، زیر سیستم میکروکنترلر می تواند برای استخراج اطلاعات از FPGA از طریق رابط کاربری با سرعت بالا برای اشکالزدایی استفاده شود.
(4) هزینه های ابزار مهندسی. برخلاف مفهوم گران قیمت ابزارهای توسعه FPGA، Microsemi LiberoSoCIDE رایگان برای توسعه FPGA ارائه می دهد که فقط در هنگام توسعه دستگاه های با قیمت بالا پرداخت می شود.
سیستم درایو صنعتی
سیستم درایو صنعتی شامل یک دستگاه کنترل موتور است که حاوی منطق و منطق حفاظت است که اینورتر را درایو می کند و یک وسیله ارتباطی است که کنترل نظارت را قادر می سازد تا پارامترهای زمان اجرا را راه اندازی و تغییر دهد.
در یک سیستم معمولی درایو (شکل 1)، برای اجرای منطق درایو، ممکن است چندین کنترل کننده استفاده شود. یک دستگاه ممکن است محاسبات مربوط به الگوریتم های کنترل موتور انجام دهد، دستگاه دوم ممکن است وظایف مربوط به ارتباط را اجرا کند و دستگاه سوم ممکن است وظایف مربوط به ایمنی را انجام دهد.
