Микроконтроллеры Infineon: 32 разряда для любых промышленных применений

К микроконтроллерам, применяемым в промышленной электронике, предъявляются повышенные требования. Эти микроконтроллеры должны обладать высокой надежностью, широким диапазоном рабочих температур и длительным жизненным циклом, гарантированным производителем. Микроконтроллеры семейств XMC1000 и XMC4000 производства компании Infineon отвечают всем перечисленным требованиям. В статье, помимо обзора семейств XMC1000 и XMC4000, уделяется внимание линейкам XMC4300 и XMC4800 с поддержкой EtherCAT.
3319
В избранное

infineonКакими качествами должны обладать микроконтроллеры для промышленных приложений? Ответ на этот вопрос будет зависеть от требований, предъявляемых в каждом конкретном случае. Для работы с датчиками необходим богатый набор аналоговой периферии (АЦП, ЦАП, компараторы и так далее), при создании привода электродвигателя не обойтись без мощного процессорного ядра и развитой системы таймеров, если речь идет об автономных системах, то на первый план выходит уровень потребления. Вместе с тем есть и некоторый обязательный базовый набор характеристик. Например, промышленное исполнение предполагает работу при высоких и низких температурах, поэтому микроконтроллеры должны обладать расширенным температурным диапазоном -40…85°С, а еще лучше -40…125°С.

Еще одним важным фактором при выборе микроконтроллера становится длительность его жизненного цикла или, другими словами, время, в течение которого производитель гарантирует выпуск микросхемы. Современная коммерческая электроника устаревает чрезвычайно быстро. Например, каждый уважающий себя производитель смартфонов выпускает новый флагманский продукт раз в год. И смена процессоров идет примерно с той же периодичностью – новые появляются, а старые зачастую просто перестают выпускаться. Однако в промышленности все обстоит совсем не так.

Дело в том, что срок службы практически любого промышленного оборудования превышает десять лет. Все это время необходимо иметь возможность замены электронных блоков в рамках техобслуживания или ремонта. Поэтому частая смена микроконтроллеров абсолютно неприемлема. Более того, производители микросхем соревнуются по длительности поддержки своих продуктов. В частности, компания Infineon заявляет о 15-летней гарантии выпуска микроконтроллеровXMC.

XMC – 32-битные микроконтроллеры Infineon, которые создавались специально для работы в составе промышленных устройств. В настоящий момент линейка компании состоит из двух больших семейств – XMC1000 и XMC4000 (рисунок 1). XMC1000 – бюджетные и компактные микроконтроллеры, построенные на базе ядра ARM Cortex™-M0. XMC4000 – высокопроизводительные микроконтроллеры с богатым набором периферии, использующие процессорное ядро ARM Cortex™-M4. Суммарная номенклатура моделей обоих семейств насчитывает почти две сотни представителей.

Семейства 32-битных микроконтроллеров XMC1000 и XMC4000

Рис. 1. Семейства 32-битных микроконтроллеров XMC1000 и XMC4000

Обзор семейства микроконтроллеров XMC1000

Семейство 32-битных микроконтроллеров XMC1000 построено на базе процессорного ядра ARM® Cortex®-M0 и производится по топологическим нормам 65 нм. Представители семейства отличаются привлекательной стоимостью, простотой освоения, доступностью маловыводных исполнений. Таким образом, микроконтроллеры XMC1000 по сути являются современной альтернативой устаревшим 8-битным микроконтроллерам.

В настоящий момент семейство включает более ста представителей, объединенных в четыре линейки: XMC11x, XMC12x, XMC13x, XMC14x (рисунок 2, таблица 1). Все они способны работать с напряжениями питания 1,8…5,5 В в широком диапазоне рабочих температур -40…85°C или -40…105°C.

Линейки 32-битных микроконтроллеров XMC1000 на базе ядра ARM Cortex-M0

Рис. 2. Линейки 32-битных микроконтроллеров XMC1000 на базе ядра ARM Cortex-M0

XMC1100 – базовая линейка с рабочей частотой ядра до 32 МГц и частотой периферии до 64 МГц, объемом Flash до 64 кбайт, объемом ОЗУ 16 кбайт и самым скромным набором периферийных блоков. Линейка ориентирована в первую очередь на бюджетные приложения. Вместе с тем наличие 12-битного АЦП и универсального коммуникационного блока USIC с поддержкой широкого выбора последовательных интерфейсов (например, UART, SPI, I²C, I²S, Quad-SPI) значительно расширяет область применения данных микроконтроллеров.

Микроконтроллеры XMC1100 поставляются в корпусных исполнениях VQFN-24/40 и TSSOP-16.

XMC1200 – линейка, разработанная специально для создания светодиодных систем освещения. Главным достоинством этих микроконтроллеров является наличие блока управления яркостью и цветом (Brightness and Color Control Unit, BCCU). Блок BCCU позволяет управлять яркостью светодиодов за счет встроенных сигма-дельта-модуляторов. Кроме того, для устранения мерцания при смене цвета используются специальные встроенные аппаратные драйверы. По сравнению с XMC1100 периферия XMC1200 расширилась за счет появления аналоговых компараторов.

Микроконтроллеры XMC1200 поставляются в корпусных исполнениях VQFN-24/40 и TSSOP-16/28/38 с объем Flash до 200 кбайт и объемом ОЗУ 16 кбайт.

XMC1300 – линейка, созданная в первую очередь для управления электродвигателями. С этой целью в состав XMC1300 были добавлены специализированные блоки: математический сопроцессор, интерфейс датчиков положения POSIF, сверхточный таймер CCU8.

Математический сопроцессор значительно повышает производительность ядра ARM Cortex-M0 при выполнении операций деления, взятия косинуса и синуса и так далее. Например, работая на частоте до 64 МГц, сопроцессор увеличивает скорость деления в 7 раз, а скорость взятия синуса – в 38 раз.

POSIF – блок, позволяющий обсчитывать датчики положения, такие, как, например, датчики Холла и энкодеры, и создавать замкнутую цепь обратной связи в приводах электродвигателей.

CCU8 – специализированный таймер с поддержкой ШИМ, «мертвого» времени и 64-битной разрядности. С помощью данного блока можно реализовывать эффективные и бюджетные бездатчиковые системы управления электродвигателями.

Микроконтроллеры XMC1300 выпускаются в корпусных исполнениях VQFN-24/40 и TSSOP-16/38 с объемом Flash 8…200 кбайт и ОЗУ 16 кбайт.

XMC1400 – наиболее продвинутая линейка семейства, отличающаяся повышенной рабочей частотой ядра – до 48 МГц – и максимальной частотой периферии 96 МГц. По сравнению с предыдущими линейками производительность XMC1400 увеличена на 70%.

Набор периферии XMC1400 был расширен за счет появления CAN-контроллера, дополнительных таймеров CCU4 и CCU8, аналоговых компараторов и универсальных интерфейсов USIC.

Стоит отметить, что основной областью применения для XMC1400, как и для XMC1300, являются приводы электродвигателей. При этом появление CAN-модуля выводит эти контроллеры на новый уровень, так как именно CAN является одним из самых популярных интерфейсов для распределенных модульных систем на базе ПЛК.

Микроконтроллеры XMC1400 выпускаются в корпусных исполнениях VQFN40/48/64 и LQFP64.

Таблица 1. Характеристики и периферия различных линеек микроконтроллеров XMC1000

Наименование XMC11x XMC12x XMC13x XMC14x
 Математический сопроцессор + +
Частота Частота ядра, МГц 32 32 32 48
Частота периферии, МГц 64 64 64 96
Память Flash/ОЗУ, кбайт 8…64/16 16…200/16 8…200/16 32…200/16
Аналоговая периферия 12-бит АЦП/S&D 1/1 1/2 1/2 1/2
Число каналов до 12 до 12 до 12 до 12
Компараторы до 3 до 3 до 3
Таймеры/ШИМ CCU4 1 1 1 2
CCU8 1 2
POSIF + + +
BCCU + + +
Интерфейсы USIC 2 2 2 4
CAN2.0B + + +
Корпус VQFN-24/40 TSSOP-16/38 VQFN-24/40
TSSOP-16/28/38
VQFN-24/40
TSSOP-16/38
VQFN40/48/64
LQFP64
Питание, В 1,8…5,5
Диапазон рабочих температур, °C -40…85/105

Микроконтроллеры семейства XMC1000 являются простым и бюджетным решением. При необходимости получения высокой производительности и широкого функционала следует обратиться к микроконтроллерам семейства XMC4000.

Обзор семейства микроконтроллеров XMC4000

Микроконтроллеры семейства XMC4000 построены на базе высокопроизводительного процессорного ядра ARM® Cortex®-M4, поддерживающего операции цифровой обработки сигналов (DSP) и вычисления с плавающей точкой. В настоящее время семейство включает в себя шесть линеек, которые объединяют почти восемь десятков представителей (рисунок 3, таблица 2).

Линейки 32-битных микроконтроллеров XMC4000 на базе ядра ARM Cortex-M4

Рис. 3. Линейки 32-битных микроконтроллеров XMC4000 на базе ядра ARM Cortex-M4

XMC4100 – базовая линейка семейства с рабочей частотой 80 МГц, объемом Flash до 128 кбайт и ОЗУ 20 кбайт.

Микроконтроллеры XMC4100 имеют богатый набор системной и общей периферии:

  • восемь каналов DMA;
  • два 12-битных АЦП с общим числом каналов до 9;
  • двухканальный 12-битный ЦАП;
  • два таймера с ШИМ CCU4;
  • один таймер повышенного разрешения с ШИМ CCU8;
  • интерфейс датчиков положения POSIF;
  • два CAN-контроллера;
  • четыре универсальных коммуникационных интерфейса USIC(UART, SPI, Quad-SPI, DoubleSPI, I²C, I²S, LIN).

Микроконтроллеры XMC4100 выпускаются в двух корпусных исполнениях VQFN-48 и TQFP-64.

XMC4200 – линейка, отличающаяся от XMC4100 увеличенным объемом памяти и поддержкой USB FS OTG. Объем Flash расширен до 256 кбайт, а ОЗУ – до 40 кбайт.

Наличие CAN-контроллера делает микроконтроллеры XMC4100/4200 отличным выбором для различных промышленных модулей, например, модулей электроавтоматики станка (блоки портов входа/выхода). С другой стороны, присутствие встроенных таймеров с повышенным разрешением и интерфейса датчиков положения POSIF позволяет использовать XMC4100/4200 для создания простейших приводов электродвигателей (например, для вентиляторов или насосов).

XMC4300 – одна из последних линеек семейства XMC4000. Отличается поддержкой EtherCAT и увеличенной рабочей частотой. Более подробно о XMC4300 будет рассказано в следующем разделе статьи.

XMC4400 – линейка с повышенной производительностью. Отличается от XMC4100/4200 увеличенной рабочей частотой до 120 МГц, расширенным объемом памяти Flash до 512 кбайт и ОЗУ до 80 кбайт.

Периферия XMC4400 также была расширена за счет появления Ethernet-контроллера, дополнительных 12-битных АЦП, таймеров ССU4 и CCU8.

Представители семейства выпускаются в двух корпусных исполнениях – TQFP-64 и LQFP-100.

Благодаря Ethernet-контроллеру и дополнительным АЦП линейка XMC4400 становится отличным выбором для полноценных промышленных приводов, сложных импульсных источников питания, инверторов солнечных батарей и так далее.

XMC4500 – еще одна производительная линейка с максимальной рабочей частотой 120 МГц. Микроконтроллеры XMC4500 выпускаются с объемом Flash до 1 Мбайт и ОЗУ 160 кбайт.

По богатству периферии XMC4500 значительно превосходит XMC4400. Количество 12-битных АЦП осталось прежним, но число каналов возросло до 26. Был добавлен еще один CAN-контроллер. Кроме того, в XMC4500 появилась поддержка интерфейсов SDIO/SD/MMC и возможность работы с внешней памятью и периферией благодаря блоку EBU (External Bus Interface Unit). EBU может использоваться как для расширения памяти микроконтроллера, так и для подключения TFT-ЖК-дисплеев и других внешних периферийных устройств.

В настоящий момент пользователям доступны корпусные исполнения LQFP-100/144 и LFBGA-144.

XMC4700 – до недавнего времени самая продвинутая линейка семейства с рекордным объемом Flash до 2 Мбайт и ОЗУ до 352 кбайт.

Главным отличием XMC4700 от XMC4500 является увеличение числа коммуникационных интерфейсов USIC до шести и наличие сразу шести CAN-контроллеров.

XMC4700 позволяет создавать сложные приводы, одноплатные компьютеры, микро-ПЛК, а также графические приложения с TFT-дисплеями.

Микроконтроллеры XMC4700 выпускаются в трех корпусных исполнениях – LQFP-100/144 и LFBGA-196.

XMC4800 – на сегодняшний день самая мощная линейка в семействе. Отличается максимальным объемом памяти и самым богатым набором периферии. Главным преимуществом XMC4800 является поддержка EtherCAT. Более подробно об XMC4800 будет рассказано в следующем разделе данной статьи.

Таблица 2. Характеристики и периферия различных линеек микроконтроллеров XMC4000

Наименование XMC41x XMC42x XMC43x XMC44x XMC45x XMC47x XMC48x
Частота ядра, МГц 80 80 144 120 120 144 144
Память Flash/ОЗУ, кбайт 64…128/20 256/40 256/128 256…512/80 512…1024/128…160 1500…2000/276…352 1000…2000/276…352
Аналоговая периферия 12-бит АЦП 2/2 2/2 2/2 4/4 4/4 4/4 4/4
Число каналов до 9 до 9 14 до 18 до 26 до 26 до 26
12-бит ЦАП 2 канала 2 канала 2 канала 2 канала 2 канала 2 канала 2 канала
Таймеры/ШИМ CCU4 (4 канала) 2 2 2 4 4 4 4
CCU8 (4 канала) 1 1 1 2 2 2 2
HRPWM + + +
POSIF + + + 2 2 2
?∑-демодулятор + 4 канала 4 канала 4 канала
Интерфейсы USIC 4 4 4 4 4 6 6
CAN2.0B До 2 2 2 2 до 3 6 6
USB + + + + + +
Ethernet + + + + +
EtherCAT + +
SDIO/SD/MMC + + + +
Интерфейс внешней памяти (EBU) + + +
Корпус VQFN-48, TQFP-64 VQFN-48, TQFP-64 LQFP-100 TQFP-64, LQFP-100 LQFP-100/144, LFBGA-144 LQFP-100/144, LFBGA-196 LQFP-100/144, LFBGA-196
Питание, В 3,13…3,36
Диапазон рабочих температур  -40…85°C/125°C

На сегодняшний день компания Infineon предлагает сразу две линейки микроконтроллеров с поддержкой EtherCAT.

Микроконтроллеры XMC4300 и XMC4800 с поддержкой EtherCAT

Существуют промышленные системы, требующие сверхвысокой детерминированности и синхронности выполнения операций, например, промышленные роботы. Необходимость в прецизионном управлении многоосевыми механизмами и группами машин привела к созданию стандарта EtherCAT, который обеспечивает сверхбыстрый и сверхточный обмен информацией с минимальным временным джиттером.

В настоящий момент EtherCAT Technology Group объединяет более трех тысяч членов. К сожалению, полная спецификация EtherCAT доступна только им. В итоге создание и внедрение EtherCAT-приложений становится весьма затратным мероприятием. К счастью, производители не стоят на месте и предлагают новые решения и микросхемы с поддержкой этого востребованного интерфейса. Одним из лидеров в этом направлении является компания Infineon. Микроконтроллеры XMC4300 и XMC4800 производства компании Infineon стали первыми в мире микроконтроллерами на базе ядра ARM Cortex-M4 с поддержкой EtherCAT.

XMC4300 – высокопроизводительная линейка на базе ядра ARM Cortex-M4 с рабочей частотой до 144 МГц и достаточно разнообразным набором периферии (рисунок 4), включающая в себя:

Блок-схема микроконтроллеров XMC4300 с поддержкой EtherCAT

Рис. 4. Блок-схема микроконтроллеров XMC4300 с поддержкой EtherCAT

  • 8 каналов DMA;
  • два 12-битных АЦП с частотой преобразования до 5 MSPS и числом каналов до 14;
  • двухканальный 12-битный ЦАП;
  • два таймера с ШИМ CCU4;
  • один таймер повышенного разрешения с ШИМ CCU8;
  • два CAN-контроллера;
  • четыре универсальных коммуникационных интерфейса USIC (UART, SPI, Quad-SPI, DoubleSPI, I²C, I²S, LIN);
  • USB (FS OTG);
  • поддержку SDIO/SD/MMC;
  • EtherCAT.

Микроконтроллеры XMC4300 являются самыми доступными EtherCAT-решениями на рынке. В настоящий момент к услугам пользователей предлагаются две модели – XMC4300-F100F256 и XMC4300-F100K256, которые отличаются корпусными исполнениями и рабочими температурными диапазонами (таблица 3).

Таблица 3. Номенклатура микроконтроллеров XMC4300

Наименование Корпус Fmax, МГц Flash, кбайт SRAM, кбайт DMA Интерфейс внешней памяти Траб, °C
XMC4300-F100F256 AA PG-LQFP-100 144 256 128 8 -40…85
XMC4300-F100K256 AA -40…125

XMC4800 по праву может считаться топовой линейкой всего семейства. Ее ключевыми особенностями являются (рисунок 5):

Блок-схема микроконтроллеров XMC4800 с поддержкой EtherCAT

Рис. 5. Блок-схема микроконтроллеров XMC4800 с поддержкой EtherCAT

  • высокопроизводительное 32-битное процессорное ядро ARM Cortex-M4 с рабочей частотой 144 МГц;
  • до двенадцати каналов прямого доступа к памяти DMA;
  • до 2 Мбайт Flash;
  • до 352 кбайт ОЗУ;
  • Ethernet MAC-модуль с поддержкой скорости обмена данными 10/100 Мбит/с;
  • EtherCAT Slave interface (ECAT) 100 Мбит/с с двумя интерфейсами MII;
  • восемьшинFieldbus Memory Management Units (FMMU);
  • USB 2.0 FS OTG;
  • шесть контроллеров CAN с поддержкой скорости обмена данными 1 Мбит/с;
  • шесть универсальных коммуникационных интерфейсов USIC (UART, SPI, Quad-SPI, Double SPI, I²C, I²S, LIN);
  • контроллер светодиодов и сенсорных приложений (LEDTS);
  • поддержка SDIO/SD/MMC;
  • блок для работы с внешней памятью и периферией EBU;
  • четыре 12-битных АЦП с частотой преобразования до 5 MSPS и числом каналов до 26;
  • двухканальный 12-битный ЦАП;
  • четыре канала дельта-сигма-модулятора;
  • четыре таймера с ШИМ CCU4;
  • два таймера повышенного разрешения с ШИМ CCU8;
  • два интерфейса датчиков положения POSIF;
  • сторожевой таймер (WDT);
  • датчик температуры кристалла (DTS);
  • часы реального времени.

Сейчас в состав линейки XMC4800 входит почти два десятка моделей, которые отличаются между собой объемами Flash и ОЗУ, корпусными исполнениями и диапазонами рабочих температур (таблица 4).

Таблица 4. Линейка микроконтроллеров XMC4800

Наименование Корпус Fmax, МГц Flash, кбайт SRAM, кбайт DMA Интерфейс внешней памяти Траб, °C
XMC4800-E196F1024 AA PG-LFBGA-196 144 1024 200 12 + -40…85
XMC4800-E196F1536 AA PG-LFBGA-196 1536 276 12 + -40…85
XMC4800-E196F2048 AA PG-LFBGA-196 2048 352 12 + -40…85
XMC4800-E196K1024 AA PG-LFBGA-196 1024 200 12 + -40…125
XMC4800-E196K1536 AA PG-LFBGA-196 1536 276 12 + -40…125
XMC4800-E196K2048 AA PG-LFBGA-196 2048 352 12 + -40…125
XMC4800-F100F1024 AA PG-LQFP-100 1024 200 12 + -40…85
XMC4800-F100F1536 AA PG-LQFP-100 1536 276 12 + -40…85
XMC4800-F100F2048 AA PG-LQFP-100 2048 352 12 + -40…85
XMC4800-F100K1024 AA PG-LQFP-100 1024 200 12 + -40…125
XMC4800-F100K1536 AA PG-LQFP-100 1536 276 12 + -40…125
XMC4800-F100K2048 AA PG-LQFP-100 2048 352 12 + -40…125
XMC4800-F144F1024 AA PG-LQFP-144 1024 200 12 + -40…85
XMC4800-F144F1536 AA PG-LQFP-144 1536 276 12 + -40…85
XMC4800-F144F2048 AA PG-LQFP-144 2048 352 12 + -40…85
XMC4800-F144K1024 AA PG-LQFP-144 1024 200 12 + -40…125
XMC4800-F144K1536 AA PG-LQFP-144 1536 276 12 + -40…125
XMC4800-F144K2048 AA PG-LQFP-144 2048 352 12 + -40…125

Области применения микроконтроллеров XMC1000 и XMC4000

Номенклатура микроконтроллеров XMC1000 и XMC4000 насчитывает почти две сотни представителей, что позволяет находить оптимальное решение практически для каждого промышленного приложения – от простейших датчиков до микро-ПЛК.

Эти микроконтроллеры являются идеальной заменой для устаревших 8-битных архитектур. Они отличаются привлекательной стоимостью, простотой освоения, наличием корпусов с малым числом выводов и широким диапазоном рабочих напряжений, составляющим 1,8…5,5 В.

Все линейки семейства XMC1000, за исключением XMC1200, применяются в различных промышленных приложениях (рисунок 6): освещение, электрические велосипеды, электроинструменты, источники питания, кондиционеры, насосы, вентиляторы и прочее. Микроконтроллеры XMC1200 разрабатывались, в первую очередь, для создания светодиодных систем освещения.

Области применения микроконтроллеров семейства XMC1000на базе ядра ARM Cortex-M0

Рис. 6. Области применения микроконтроллеров семейства XMC1000на базе ядра ARM Cortex-M0

Микроконтроллеры семейства XMC4000 отличаются высокой производительностью и богатым набором периферии. Они подходят для более сложных промышленных приложений, таких как приводы электродвигателей, блоки электроавтоматики станков, пульты операторов ЧПУ, микро ПЛК, системы заряда аккумуляторов и тому подобное (рисунок 7).

Области применения микроконтроллеров семейства XMC4000на базе ядра ARM Cortex-M4

Рис. 7. Области применения микроконтроллеров семейства XMC4000на базе ядра ARM Cortex-M4

Благодаря одновременной поддержке EtherCAT, CAN и UART линейки XMC4300 и XMC4800 являются универсальным решением для создания модульных и распределенных промышленных систем управления. В частности, микроконтроллеры XMC4300 будут идеальным выбором для модулей ввода-вывода электроавтоматики станка (рисунок 8).

Использование XMC4300 для создания EtherCAT-модулей электроавтоматики

Рис. 8. Использование XMC4300 для создания EtherCAT-модулей электроавтоматики

Представители линейки XMC4800 обладают самым богатым набором цифровой, аналоговой и коммуникационной периферии. Они позволяют создавать одноплатные компьютеры, микро-ПЛК и промышленные приводы электродвигателей с поддержкой самых разнообразных датчиков обратной связи (рисунок 9).

Использование XMC4800 для создания EtherCAT-приводов

Рис. 9. Использование XMC4800 для создания EtherCAT-приводов

Одним из достоинств микроконтроллеров XMC является доступность средств разработки — отладочных наборов и программного обеспечения.

Отладочные наборы для микроконтроллеров XMC1000 и XMC4000

Любой современный микроконтроллер представляет собой сложную систему, для освоения которой может потребоваться много времени. Именно поэтому разработчики так не любят переходить от одной процессорной архитектуры к другой. Если же такая необходимость возникла, то использование отладочных плат существенно упрощает знакомство с особенностями новых микроконтроллеров.

В настоящий момент компания Infineon предлагает более двух десятков отладочных наборов для семейства XMC1000 и почти три десятка – для семейства XMC4000. Некоторые из них являются стартовыми наборами с минимальным количеством дополнительных компонентов. Большая группа отладочных плат имеет на борту широкий выбор дополнительных компонентов, например, приемопередатчиков, драйверов, силовых ключей и так далее. Рассмотреть пять десятков отладочных наборов в рамках одной статьи проблематично, поэтому остановимся на обзоре лишь некоторых из них.

KIT_XMC13_BOOT_001 – стартовый набор на базе микроконтроллера XMC1300 (рисунок 10). Плата состоит из двух частей: отладчика SEGGER J-LINK и непосредственно платы контроллера. Отладчик SEGGER J-LINK в любое время может быть отделен (плата ломается пополам) и использован для работы с другими модулями.

Внешний вид отладочного набора KIT_XMC13_BOOT_001

Рис. 10. Внешний вид отладочного набора KIT_XMC13_BOOT_001

На плате контроллера присутствует минимальный набор дополнительных компонентов — светодиодов, посадочных мест для распайки штыревых разъемов и краевого разъема для подключения плат расширения, например, Colour LED Card или White LED Card.

KIT_XMC45_RELAX_V1 – стартовый набор на базе производительного микроконтроллера XMC4500 (рисунок 11). Плата состоит из двух отделяемых частей — отладчика и платы контроллера. На плате контроллера, кроме самого XMC4500, расположены микросхема памяти 32 Мбит Quad-SPI Flash, Ethernet PHY и RJ45, разъем Micro-USB, слот для карт памяти microSD, кнопка сброса, две пользовательских клавиши и два светодиода.

Внешний вид отладочного набора KIT_XMC45_RELAX_V1

Рис. 11. Внешний вид отладочного набора KIT_XMC45_RELAX_V1

KIT_XMC43_RELAX_ECAT_V1 – отладочный набор на базе микроконтроллера XMC4300 с поддержкой EtherCAT (рисунок 12). Данный отладочный набор может использоваться как готовое решение для EtherCAT или CAN сетей. Кроме того, KIT_XMC43_RELAX_ECAT_V1 может работать с платами Arduino.

Внешний вид отладочного набора KIT_XMC43_RELAX_ECAT_V1

Рис. 12. Внешний вид отладочного набора KIT_XMC43_RELAX_ECAT_V1

На отладочной плате расположены следующие компоненты: микроконтроллер XMC4300 (LQFP100), встроенный отладчик на базе XMC4200 (интерфейс отладки SWD), EtherCAT® PНY и два разъема RJ45, CAN-трансивер с разъемом DB-9, разъемы для подключения плат Arduino, сокет mikroBUS™, пользовательские клавиши, пользовательские светодиоды, разъем Micro-USB.

KIT_XMC48_RELAX_ECAT_V1 – отладочный набор на базе микроконтроллера XMC4800 с поддержкой EtherCAT (рисунок 13). Набор состоит из двух плат. На первой расположен микроконтроллер XMC4800 с отладчиком, пользовательские клавиши, микросхема Ethernet PHY (KSZ8081RNA) с разъемом RJ45, разъем Micro-USB. Здесь же расположены штыревые разъемы и посадочные места для разъемов Arduino. На второй плате размещены микросхемы EtherCAT PHY и разъемы RJ45.

Внешний вид отладочного набора KIT_XMC48_RELAX_ECAT_V1

Рис. 13. Внешний вид отладочного набора KIT_XMC48_RELAX_ECAT_V1

Использование отладочных наборов существенно упрощает создание аппаратной части устройств. Для упрощения процесса разработки встраиваемого ПО для микроконтроллеров XMC1000 и XMC4000 следует воспользоваться бесплатной программной платформой Dave от Infineon.

Краткий обзор программной платформы DAVE™

Создание встраиваемого ПО для микроконтроллеров является одним из важнейших этапов при разработке устройств. Здесь перед разработчиками возникают следующие проблемы:

  • высокая стоимость средств разработки. Стоимость профессиональных компиляторов начинается с нескольких тысяч долларов, например, Keil или IAR;
  • написание драйверов «с нуля» требует хорошего знания архитектуры микроконтроллеров;
  • отсутствие готовых решений на уровне приложений (Application-oriented) значительно увеличивает срок написания программ.

Все эти проблемы можно решить с помощью DAVE от Infineon.

DAVE™ (Digital Application Virtual Engineer) – бесплатная программная платформа, объединяющая программные инструменты и огромное количество библиотек и примеров (рисунок 14).

Dave – законченная программная платформа для разработки встроенного ПО для микроконтроллеров XMC

Рис. 14. Dave – законченная программная платформа для разработки встроенного ПО для микроконтроллеров XMC

В состав DAVE входят:

  • драйверы нижнего уровня XMC Lib CMSIS/MISRA 2004;
  • аппаратные библиотеки, например, для таймеров, АЦП и прочего;
  • DAVE™ APPs-библиотеки уровня приложений, например, для создания понижающих преобразователей, приводов двигателя, USB-хостов и так далее;
  • готовые примеры;
  • графический конфигуратор аппаратных ресурсов;
  • кодогенератор;
  • компилятор.

Впрочем, при желании разработчик может воспользоваться и программными средами разработки сторонних производителей – Altium, Atollic, ARM/KEIL, IAR, Rowley и другими.

Использование графического конфигуратора и кодогенератора максимально упрощает работу программиста, так как освобождает его от необходимости досконального изучения архитектуры микроконтроллера. В результате сам процесс разработки максимально упрощается (рисунок 15).

Этапы разработки встроенного ПО при использовании Dave

Рис. 15. Этапы разработки встроенного ПО при использовании Dave

Заключение

Компания Infineon выпускает XMC1000 и XMC4000 – семейства 32-битных микроконтроллеров для создания промышленных приложений.

Семейство XMC1000 построено на базе микропроцессорного ядра ARM Cortex™-M0 с рабочей частотой до 48 МГц. Микроконтроллеры XMC1000 являются недорогой и современной альтернативой устаревшим 8-битным микроконтроллерам в целом ряде приложений – от датчиков и систем светодиодного освещения до блоков питания и простейших приводов электродвигателей.

Высокопроизводительное семейство XMC4000 использует процессорное ядро ARM Cortex™-M4F с рабочей частотой до 144 МГц. Данная группа контроллеров находит применение в самых разнообразных промышленных устройствах от блоков питания до микро-ПЛК. Особое внимание разработчиков систем ЧПУ должны привлечь линейки микроконтроллеров XMC4300 и XMC4800 с поддержкой EtherCAT Slave.

Кроме непосредственно микроконтроллеров компания Infineon предлагает широкий выбор средств разработки, в том числе – отладочные наборы и бесплатную программную платформу Dave, позволяющую максимально упростить процесс создания встроенного ПО для семейств XMC.

Производитель: Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
XMC1100T038X0064ABXUMA1
XMC1100T038X0064ABXUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118370 ИНФО PDF AN RD RND DT
Поиск
предложений
ARM Microcontrollers - MCU XMC1000
XMC1100T038X0064ABXUMA1
-
Поиск
предложений
XMC1202T016X0032ABXUMA1
XMC1202T016X0032ABXUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118395 ИНФО PDF AN RD RND DT
Поиск
предложений
ARM Microcontrollers - MCU XMC1000
XMC1202T016X0032ABXUMA1
-
Поиск
предложений
XMC1302T016X0032ABXUMA1
XMC1302T016X0032ABXUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118438 ИНФО PDF AN RD RND
Поиск
предложений
ARM Microcontrollers - MCU XMC1000
XMC1302T016X0032ABXUMA1
-
Поиск
предложений
XMC1404F064X0200AAXUMA1
XMC1404F064X0200AAXUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118473 ИНФО PDF AN RD RND DT
Поиск
предложений
32-bit XMC1000 Industrial Microcontroller ARMВ® CortexВ®-M0, 32-bit Microcontrollers with ARM® Cortex®-M0 with focus on low-cost embedded control applications with connectivity.
XMC1404F064X0200AAXUMA1
-
Поиск
предложений
XMC4100F64F128ABXQMA1
XMC4100F64F128ABXQMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118480 ИНФО PDF AN RD RND
Поиск
предложений
32-Bit XMC4000 Industrial Microcontroller ARMВ® CortexВ®-M4, XMC4100 combines Infineon's leading-edge peripheral set with an industry-standard ARM® Cortex®-M4. As one of its key fea…
XMC4100F64F128ABXQMA1
-
Поиск
предложений
XMC4300F100K256AAXQMA1
XMC4300F100K256AAXQMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118517 ИНФО PDF AN RD RND
Поиск
предложений
ARM Microcontrollers - MCU XMC4000
XMC4300F100K256AAXQMA1
-
Поиск
предложений
XMC4400F64K512BAXQMA1
XMC4400F64K512BAXQMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118530 ИНФО PDF AN RD DT
Поиск
предложений
IC MCU 32BIT 512KB FLASH 64LQFP
XMC4400F64K512BAXQMA1
-
Поиск
предложений
XMC4500F100K1024ACXQSA1
XMC4500F100K1024ACXQSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118540 ИНФО PDF AN RD RND DT
Поиск
предложений
MCU, ARM CORTEX-M4, 120MHZ, LQFP-100
XMC4500F100K1024ACXQSA1
-
Поиск
предложений
XMC4700F144K2048AAXQMA1
XMC4700F144K2048AAXQMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2118561 ИНФО PDF AN RD RND
Поиск
предложений
ARM Microcontrollers - MCU XMC4000
XMC4700F144K2048AAXQMA1
-
Поиск
предложений

Сравнение позиций

  • ()