Микроконтроллеры семейства Kinetis M принципиально изменят схемотехнику интеллектуальных приборов учета
27.10.2013

Компания Freescale сообщила, что микроконтроллеры серии Kinetis M в скором времени будут выпускаться в промышленных объемах. Выполненные на ядре ARM Cortex-M0+, приборы разработаны для применения в интеллектуальных электросчетчиках следующего поколения.

Микроконтроллеры Kinetis M, имея ультранизкое энергопотребление, интегрируют специализированный аналоговый интерфейс (AFE), аппаратную систему обнаружения попыток несанкционированного доступа, и могут использоваться для разработки надежных 1-, 2- и 3-фазных электросчетчиков. Дополнительно компания разработала типовые аппаратные проекты  1-, 2- и 3-фазных приборов учета с комплексным метрологическим программным обеспечением, предоставляющие точность измерений 0.1% и удовлетворяющие всем требованиям стандартов.

Блок-схема микроконтроллеров серии Kinetis M

Традиционные проекты интеллектуальных приборов учета потребляемой электроэнергии обычно используют два микроконтроллера для отделения метрологической части от основного приложения, как того требуют глобальные стандарты WELMEC, OIML и другие. Тем не менее, для выполнения этой задачи потребуется один микроконтроллер серии Kinetis M благодаря интеграции модуля защиты памяти, периферийного моста, защищенного контроллера прямого доступа к памяти (DMA) и ввода/вывода (GPIO). Для защиты от внешнего вмешательства микроконтроллеры снабжены пассивными и активными входами, связанными с аппаратной  функцией автоматической фиксации времени с независимыми часами реального времени. Аппаратный генератор случайных чисел позволяет реализовать простые и более быстрые, по сравнению с программной реализацией, алгоритмы шифрования.

Самой важной частью микроконтроллеров Kinetis M является аналоговый интерфейс, обеспечивающий исключительные рабочие характеристики и производительность интеллектуальных счетчиков. Кроме того, этот аналоговый интерфейс применим и для других промышленных приложений, в которых требуются прецизионные измерения. В состав аналоговой части микроконтроллера входят:

  • четыре немультиплексированных 24-разрядных сигма-дельта АЦП для одновременного измерения напряжения и тока;
  • два малошумящих усилителя с программируемым коэффициентом усиления, обеспечивающие динамический диапазон 2000:1;
  • до 12 входов 16-разрядного АЦП последовательного приближения для точного измерения фазного напряжения в 3-фазных приложениях;
  • прецизионный источник опорного напряжения с минимальным температурным дрейфом;
  • компенсатор фазового сдвига, упрощающий точные измерения потребляемой мощности.

Эти функции позволяют процессору достичь высокой точности измерений в 0.1%, предоставляя при этом высокое соотношением сигнал-шум 94 дБ, что соответствует последним нормативным стандартам для таких систем. Кроме того, интегрированные аналоговые компараторы позволяют точно определять значение частоты – ключевое требование для измерительных приборов, использующих алгоритм быстрого преобразования Фурье (FFT).

Отличительные особенности:

  • ядро ARM Cortex-M0+, рабочая частота до 50 МГц;
  • встроенная Flash-память 64 Кбайт или 128 Кбайт, 16 Кбайт ОЗУ;
  • конфигурируемый контроллер сегментного ЖК индикатора с режимом пониженного энергопотребления и механизмом обнаружения неисправности сегментов (для микроконтроллеров в 64- и 100-выводных корпусах LQFP);
  • несколько режимов пониженного энергопотребления;
  • специализированная схема ФАПЧ для тактирования 24-битного АЦП позволяет использовать низкочастотные кварцевые резонаторы;
  • корпусное исполнение: 64- и 100-выводный LQFP, 44-выводный LGA.

Микроконтроллеры серии Kinetis M поддерживаются множеством простых в использовании 32-разрядных отладочных инструментов, включая модуль TWR-KM34Z-50M для отладочной платформы Tower System, интегрированную среду разработки CodeWarrior Development Studio и операционную систему реального времени MQXTM Lite. Дополнительно компания предоставляет прошедшие первичную сертификацию типовые проекты 1-, 2- и 3-фазных приборов учета для географических регионов. Для пользователей также доступны алгоритмы фильтрации и измерений на основе FFT, что позволит сократить затраты и время на разработку своих проектов.

Freescale: Отладочный модуль TWR-KM34Z-50M для платформы Tower System

Выпуск микроконтроллеров серии Kinetis KM34 с 128 Кбайт Flash-памяти, четырьмя 24-разрядными АЦП и контроллером ЖК индикатора в 64- и 100-выводных корпусах намечен на ноябрь 2013г.

freescale.com

Подробнее >>

Реклама