Современная электроника №7/2022

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2022 Современные продукты компании Microchip. Особенности 16-разрядных микроконтроллеров и цифровых сигнальных контроллеров В статье рассмотрены особенности и приведены характеристики современных 16-разрядных цифровых сигнальных контроллеров семейства dsPIC33CH128МР508 и микроконтроллеров семейства PIC24Fxxx, производимых компанией Microchip. Юрий Петропавловский (г. Таганрог) 16-разрядные микроконтроллеры и цифровые сигнальные контроллеры (DSC) находят применение в оборудо- вании и изделиях самого различного назначения. Компания Microchip выде- ляет ряд целевых областей применения своих продуктов данной категории: высокопроизводительные надёжные встраиваемые устройства, встраивае- мые устройства с малым энергопотре- блением, системы управления двигате- лями, цифровые системы управления питанием, системы функциональной безопасности. Важной особенностью 16-разрядных микроконтроллеров компании является их технологиче- ская совместимость с 8-разрядными PIC-микроконтроллерами, что позво- ляет достаточно просто модернизиро- вать ранее разработанные устройства и приборы, выполненные на их основе с целью улучшения качественных харак- теристик аппаратуры. В каталоге Microchip 2022 года пред- ставлена большая номенклатура 16-раз- рядных устройств в следующих груп- пах: ● цифровые сигнальные контроллеры dsPIC33C DSC; ● цифровые сигнальные контроллеры dsPIC33EV 5V DSC; ● микроконтроллеры PIC24F MCU. Приборы dsPIC33C выпускаются в двухъядерном (dsPIC33CH) и одно- ядерном (dsPIC33CK) вариантах, в обо- их вариантах представлено по несколь- ко семейств микросхем с различным объёмомфлеш-памяти (64К, 128К, 256К, 512К, 1024К). Рассмотрим особенности двухъядерных сигнальных контролле- ров семейства dsPIC33CH128MP508. Микросхемы этого семейства позицио- нируются как 16-разрядные двухъядер- ные цифровые сигнальные контрол- леры с ШИМ и CAN FD интерфейсами высокого разрешения, выполненные в 28/36/48/64/80-выводных корпусах. Микросхемы семейства характеризуют- ся широким наборомфункциональных возможностей, высоким быстродей- ствием и малым энергопотреблением. Условия эксплуатации микросхем при напряжении питания 3…3,6 В опре- деляются диапазоном рабочих темпе- ратур и достижимым быстродействи- ем процессорных ядер. В диапазоне рабочих температур от –40 до +125  С достижимое быстродействие ведущего ядра может достигать 100 MIPS, в диа- пазоне температур от –40 до +150°С быстродействие не превышает 60 MIPS. Микросхемы обеспечивают управление режимами малого энергопотребления (спящий, бездействия, «дремлющий»/ Sleep, Idle, Doze), сброса при включе- нии и выключении питания. Далее рассмотрим основные особен- ности процессорного ядра микросхем семейства: ● работа в ведущем и ведомом режимах (Master/Slave) с независимой перифе- рией для обоих режимов; ● объём встроенной программируемой флеш-памяти 64…128 КБ, ОЗУ – 16 КБ (Master core), 24 КБ память программ и 4 КБ памяти данных (Slave Core); ● окна связи между ведущим и ведомым ядрами (MSI); ● архитектура с эффективным кодом (C и Assembler), 40-битные аккуму- ляторы, поддержка 32-битного ум- ножения; ● пять наборов регистров и аккумуля- торов для быстрого реагирования на прерывания. Блоки синхронизации микросхем содержат внутренние тактовые гене- раторы с программируемой ФАПЧ и выходами тактовых импульсов Master Clock и Slave Clock, резервный генера- тор (Back-Up Internal Oscillator), схе- мы быстрого включения (Fast Wake-up/ Start-up), LC-генератор с малым энерго- потреблением (LPRC-Oscillator). Микросхемы семейства обеспечи- вают работу с ШИМ-интерфейсами высокого разрешения с точным поло- жением фронтов импульсов. Блок устройств с ШИМ содержит 8 кана- лов (4/8 Master/Slave) с разрешени- ем 250 пс. В блок ШИМ также входят: DC/DC- и AC/DC-преобразователи, источник бесперебойного питания (UPS), драйверы двигателей различно- го типа (BLDC, PMSM, SR, ACIM). В таймерную секциюмикросхем вхо- дят два 16-разрядных таймера общего применения, 12 модулей SCPP с режи- мами таймера, захвата, сравнения и ШИМ (SCCP – Signaling Capture Compare PWM) и модуль периферийного гене- ратора триггеров PTG для обеспечения координации работы периферийных устройств. Микросхемы семейства обеспечива- ют выполнение ряда аналоговых и ана- лого-цифровых функций, обеспечива- емых следующими устройствами: ● четыре модуля 12-разрядных АЦП (один для ведущего ядра, три – для ведомого), обеспечивающие до 18 ка- налов преобразования со скоростью 3,5 Мбит/с; ● четыре модуля 12-разрядных ЦАП с аппаратной компенсацией наклона (один модуль для ведущего ядра, три модуля – для ведомого); ● три модуля усилителей с программи- руемым усилением (PGA) для ведомо- го ядра с возможностью взаимодей- ствия с АЦП ведущего ядра; ● общий выход для ЦАП и аналоговых компараторов, выход PGA. Для обеспечения связи с внеш- ними устройствами в микросхемах семейства предусмотрены следую- щие интерфейсы: три модуля UART с поддержкой протоколов DMX и LIN/J2602; три 4-проводных моду- ля SPI/I 2 S, модуль CAN с гибкой ско- ростью передачи данных (FD), три модуля I 2 C с поддержкой шины SMBus. Микросхемы семейства обеспечива- ют и целый ряд других функций и возможностей: